巷道撞楔法的力学分析与工程应用

撞楔法是控制破碎围岩巷道稳定的一种常用超前支护技术,为进一步明确该技术的支护机理和参数设计,首先分析了楔子在巷道永久支护区、开挖区和未开挖区内的受力状态,基于弹性地基梁理论建立了力学模型,为该技术的应用提供了简单、实用的理论依据。其次,提出了撞楔法支护参数的系统设计方法,重点分析和量化了支护参数的取值范围,包括楔子的材质、直径、长度、间距、搭接长度、巷道开挖步距等,使支护参数的确定更为具体和可靠。最后,把研究成果成功应用到煤矿中采空区与煤柱交界处下位巷道和采空区下巷道的2个工程实例中,为破碎围岩巷道控制技术的设计提供了参考。     

墩柱式沿空留巷技术研究

为解决济宁二号煤矿工作面回采距离短、掘进速度慢、采掘接替紧张的难题,通过采用墩柱压力试验、建立力学模型、理论计算及现场试验方法,创新性地提出采用墩柱结构进行沿空留巷。结果表明:墩柱能够满足留巷强度要求,切顶所需压力为21.96 MPa;当钢管内砂石质量配比为1.0∶1.6时,墩柱式沿空留巷效果最好,墩柱既能保持较高强度,又具有良好的可缩性;矿压观测结果显示顶底板移近量最大为596 mm,两帮移近量最大为299 mm,能够保证沿空留巷的稳定性。     

高瓦斯顶分层综采工作面沿空留巷支护技术研究

为解决高瓦斯条件下煤与瓦斯突出和采掘接替紧张问题,针对九里山矿煤层厚度大、掘进速度慢、开采顶分层的特点,对该矿24021工作面运输巷采用高水速凝材料巷旁充填沿空留巷技术.结合该工作面生产地质条件,通过对沿空留巷力学模型分析及充填体强度理论计算,从巷道支护参数、巷旁充填参数等几个方面对沿空留巷技术进行了研究,确立了合理的巷内支护和巷旁支护.现场实践表明,取得了良好的留巷效果.     

近断层采动巷道变形破坏机制与控制技术研究

针对红岭煤矿近断层采动巷道(15141上巷)掘进期间围岩非对称变形破坏与支护结构失效严重等现象,对其变形破坏机制与控制技术进行了数值模拟与工程应用研究。结果表明,断层附近的非对称采动应力场、巷道关键部位的剪切滑移破坏以及煤岩体碎胀变形是造成该类巷道非对称大变形和支护失效的主要原因。利用非对称耦合支护原理和让压锚杆工作原理,提出了该类巷道围岩控制技术,即采用高强让压锚杆、锚索以及注浆加固对关键部位进行加强支护,控制关键部位的剪切滑移破坏、提高其承载能力,减弱围岩关键部位产生的差异性变形,促使支护结构均匀承载,从而实现控制巷道非对称大变形的目的。工程实践表明:采用高强让压锚杆、锚索与注浆加固的非对称支护技术后,巷道变形量与非对称性得到有效控制,巷道围岩稳定性大幅提高。     

6m大循环进尺煤巷快速掘进围岩控制技术

针对目前综掘循环进尺小,存在掘进机进、退及搬运锚杆钻机耗时多、工序复杂等问题,提出了6 m大循环进尺掘进施工技术。通过采用2 m小循环内临时支护、顶板和高帮上部及时支护,高帮下部和低帮滞后支护,实现了泥岩直接顶煤巷6 m大循环进尺安全、快速掘进,为煤巷大循环进尺掘进围岩控制提供了重要参考依据。     

粉煤灰及高盐水绿色处理技术与应用

随着粉煤灰和高盐水产出量逐年增大,由于目前国内技术处理能力有限、运行成本高,给煤电一体化企业的经营和环保工作带来较大压力。基于此,提出了粉煤灰及高盐水绿色处理技术,即将粉煤灰及高盐水固化充填到煤矿井下采空区,可同时处理2种废弃物。在大量的实验室研究、厂区地面及矿井地面试验的基础上,研发出了性能优良、能够满足现场要求的新型无机粉煤灰固化剂以及自动化程度、制浆精度高的井下多元物料智能制备及注浆系统,并在井下进行了工业性试验。经过现场成功应用表明,为处理电厂粉煤灰及高盐水提供了一种绿色高效的解决途径,具有一定的推广应用价值。     

煤巷树脂锚杆支护技术

煤巷树脂锚杆是指对岩层及煤层起锚固作用的一整套构件 ,包括树脂锚固剂、杆体、托盘、螺母与增压垫圈等。近年我国煤巷树脂锚杆支护发展迅速 ,在关键技术上取得突破 ,在支护理论、支护技术、支护参数设计及施工工艺等方面形成系统 ,并完成了大量的工程实践。本文对此作简要介绍。     

超长综放工作面高冒空巷充填技术研究

概述 本研究成果首次应用高水速凝材料充填冒落高9m、宽5m、长110m的大空间，确保面长270m的超长综放工作面顺利通过高冒区域，取得了较好的技术经济效益。采用理论计算、数值模拟分析工作面过空巷时老顶活动规律和稳定性控制原理，在此基础上计算确定充填体的单轴抗压强度4MPa-5MPa、压缩下沉量7％～8％可以有效支撑顶板、支护两帮，支架的控顶距保持在正常的范围，支架及充填体接顶良好，工作面安全可靠、快速通过高冒空巷。     

薄层破碎顶板煤巷锚杆支护技术

本文针对薄层、破碎顶板的特征,采用树脂药卷加长锚固高强度锚杆、桁架支护系统,减小顶板的拉应力,保持薄层、破碎顶板稳定;研究上层煤区段煤柱对其下部附近煤层应力分布的影响,巷道布置应避开垂直应力及水平剪切应力集中区.