基于沿空留巷的瓦斯综合治理技术

为有效控制工作面尤其是上隅角瓦斯浓度,防止瓦斯事故的发生,结合山西沁新煤矿低透气性煤层开采实际情况,在分析"U"型通风和"Y"型通风采空区空气流场特性的基础上,提出了基于沿空留巷的"Y"型通风、采空区埋管抽采和卸压区高位钻孔抽采相结合的瓦斯综合治理技术。现场监测结果表明,该技术可以有效控制工作面和上隅角瓦斯浓度。     

综放沿空掘巷合理位置及控制技术

采用理论分析方法,建立了沿空掘巷的结构力学模型,推导出“内应力场”宽度表达式,确定了合理的沿空掘巷位置,预计了沿空巷道围岩变形量,进而确定巷道断面参数。提出顶板高强度高预应力锚杆支护和高强度锚索加强支护、减小窄煤柱帮锚杆间距和实体煤帮二次支护的非对称综放沿空掘巷围岩控制技术,采用系统信息设计方法确定了锚杆支护参数,成功地应用于工程实践。     

煤巷锚杆支护效果的多层次模糊综合评价

为合理评价煤巷锚杆支护效果,通过采用层次分析法对影响煤巷锚杆支护效果的地质条件、支护参数、支护工艺、采动影响、掘进速度、经济效益等多种因素进行分析,从而确定各影响因素权重值,建立煤巷锚杆支护效果的多层次模糊综合评价模型,进而对支护效果作出好、较好、一般、差的定量评价,提高对煤巷锚杆支护效果评价的准确性和科学性。利用该评价方法对王家沟煤矿402巷道锚杆支护效果进行评价,分析结果表明其评价结果与实测数据一致。     

高应力巷道围岩应力转移技术与工程应用研究

高应力巷道围岩塑性区、破碎区范围大,在其服务期间围岩破坏严重,巷道支护成本很高、造成资源开采极端困难,是巷道围岩控制中的关键问题,也是研究的前沿和重点。对于极难维护的高应力巷道,将巷道围岩应力从浅部转移到深部是控制巷道围岩变形、保持巷道良好维护状态的根本技术途径。针对不同巷道围岩条件和控制要求,通过理论研究、力学计算与工程实践,提出了巷道顶板掘巷松动爆破、巷道底板掘巷松动爆破、上行开采、巷道底板松动爆破再注浆加固和巷道迎头超前开槽(孔)等5项应力转移新技术。实践表明,提出的应力转移技术为高应力巷道治理及其它地下工程支护提供了新技术支撑,具有广阔的推广应用前景。     

沿空留巷巷旁支护技术的发展

在综述巷旁支护技术发展历程的基础上，提出膏体材料巷旁充填沿空留巷新技术；分析沿空留巷顶板破断垮落特征，建立了膏体材料巷旁充填沿空留巷的力学模型，提出了膏体材料巷旁支护体主要参数的确定方法，并将研究结果应用于工程实践。     

孤岛综放面巷道支护机理和技术研究

通过对综放面采空区侧向应力场和邻近采空区的煤体、顶板赋存状态的分析 ,提出孤岛综放面巷道围岩控制机理 :(1 )合理选择巷道位置 ,使巷道围岩应力小、稳定性好 ;(2 )运用锚杆、锚索支护和注浆固化提高围岩承载能力 ;(3 )支护体高阻让压适应围岩大变形。采用锚杆、锚索支护系统和高水速凝材料注浆固化技术 ,成功地维护了一个孤岛综放面的运巷和风巷 ,保证了孤岛综放面顺利回采     

综放沿空掘巷窄煤柱受力变形与应力分析

根据综放沿空掘巷的力学环境建立了窄煤柱的弹塑性力学模型,运用全量理论的变分原理研究窄煤柱的位移及应力分布特征,初步得到了窄煤柱内的位移场、应力场分布规律,为窄煤柱稳定性及控制技术的研究提供了理论依据。     

巷旁充填锚杆支护参数研究

沿空留巷主要取决于巷旁支护,正确地进行巷旁支护设计,包括确定合理的巷旁支护阻力、巷旁支护体控顶高度及可缩量、正确地选择巷旁支护材料和锚杆支护参数是十分重要的.对巷旁支护体的作用机理及其力学参数的确定进行了研究,并成功应用于工程实践.     

深井软岩巷道确定二次支护时机的研究

为了对协庄煤矿深井高应力软岩巷道稳定性进行有效控制,对二次支护原理进行了分析,指出二次支护的时机至关重要,并采用数值模拟选取了最佳的二次支护时机.在现场施工中,一次支护采用锚网喷柔性支护,使巷道围岩内高应力得到释放,待巷道两帮移近量达到200 mm时进行二次支护,二次支护采用锚注喷支护,控制巷道进一步变形,维护其稳定性.巷道矿压观测的结果表明,二次支护技术收到了很好的支护效果,解决了高应力软岩巷道支护问题.     

厚表土薄基岩煤层综放开采矿压显现规律

为解决司马矿厚表土薄基岩煤层的综放开采问题，采用理论分析、数值模拟、现场观测的方法对基岩结构稳定性和矿压显现规律进行了研究．结果表明，当其它条件不变，黏土层是薄基岩结构稳定性的重要影响因素，黏土层厚度越大则结构越稳定；工作面前方支承压力分布范围为15m，支承压力峰值点在工作面前方5～15m范围内，比厚基岩工作面小，基本项来压断裂步距小，但工作面矿压显现明显；当黏土厚40m，基岩厚20m时两者可形成较为稳定的结构．结论在现场首采工作面的开采试验中得到了验证．