神州煤业8~#煤层回采巷道围岩松动圈测试及分析

为更好地控制巷道围岩变形,保持其稳定性,基于声波法测试围岩松动圈的方法,经过巷帮围岩钻孔、注水、放置仪器、发射超声波、接收超声波等工序,得到声波波速在钻孔围岩内的变化情况,并对输出结果进行分析计算,进而可判断巷道围岩内松动圈的范围。测试结果对巷道围岩稳定性进行分类,为锚杆长度等支护参数设计提供了合理科学的依据。     

松散破碎围岩双循环注浆加固试验研究

为解决松散破碎围岩巷道持续变形的问题,采用现场调研、理论分析的方法,对松散破碎围岩巷道的变形机理进行研究,并结合数值模拟方法提出注浆方案与参数,现场试验后将原注浆方案优化为单排5孔几何布置的双循环注浆加固方案。结果表明:应用注浆压力为6 MPa,钻孔长度为3 m、排距为3 m,单排5孔几何布置的双循环注浆方案可有效降低窜浆堵孔现象发生的概率,并使浆液均匀分布,在注浆加固段巷道扩帮后可明显观察到浆液的扩散半径达到2.5 m,并形成了良好的骨架结构,有效提升了松散破碎围岩的承载能力。     

综放工作面过斜交逆断层矿压规律研究

通过综放工作面过逆断层几何模型,得到挑顶不破顶过逆断层超前起坡距离的计算公式,对坚硬顶板综放工作面过斜交逆断层矿压显现规律进行研究.结果表明:断层区域内煤岩体因受构造影响其完整程度降低,导致过断层期间工作面周期来压步距及强度分别减小40％、27.5％;断层区域内非周期来压时工作面倾向方向上支架工作阻力形成以断层面处为峰...     

基于沉陷预测的上下煤层协同开采工作面走向错距研究

为研究层间距离较大、不属于近距离煤层范畴的上下煤层同采工作面的安全走向错距,以潞安集团伊田煤业2号煤层(上覆煤层)、11号煤层(下伏煤层)协同开采工作面为工程背景,基于下伏煤层采场顶板垮落特征及“竖三带”理论分析结果,提出下行协同开采条件下需要解决的科学问题为下伏煤层的开采活动不能影响上覆煤层的安全生产。建立了概率积分法开采沉陷计算模型,探究充分采动条件下,下伏11号煤层工作面开采对上覆2号煤层底板的沉陷影响范围。将下沉10 mm、倾斜3 mm/m、曲率0.08×10^-3/m和水平变形2 mm/m作为下伏煤层开采对上覆煤层的安全影响阈值,以上覆煤层工作面位于下伏煤层工作面开采沉陷影响范围之外为判据,并考虑1.5倍的安全系数,得出上下煤层同采工作面的合理走向错距为96.2 m。两工作面协同开采过程中,通过严格管控每班和每日的回采进度,使其前后错距始终大于96.2 m,监测上覆2号煤层工作面及其回采巷道的矿压显现情况,并与同类条件单层开采时的矿压规律进行对比分析。工程实践表明：2号煤层、11号煤层协同开采过程中,基于下伏11号煤层工作面充分采动条件下的开采沉陷范围,确...     

基于方差分析法坚硬顶板下矿压显现分析

为研究坚硬顶板下工作面矿压显现规律,以神州煤业8102工作面为研究对象,采用矿压理论计算、单因素方差分析、事后比较和现场动态监测多种方法分析工作面矿压显现规律。研究结果表明：采用等距取样的方法布置测站收集数据,通过绘制正态分布Q-Q散点图和支架载荷分布直方图判定数据具有可靠性,液压支架满足工作面需求;按工作面推进距离对测站数据划分不同水平,采用单因素方差分析和事后比较的方法进行分析得出8102工作面初次来压步距和周期来压步距与理论计算基本一致,支架动载系数分布在1.07～1.34,平均动载系数为1.20。     

伊田煤业2107工作面运输巷注浆加固技术研究与应用

为解决2107工作面运输巷过陷落柱段围岩变形量大的问题,在分析了注浆加固机理的基础上,对巷道过陷落柱段的注浆加固方案进行了具体设计,并通过钻孔窥视的手段对注浆效果进行验证。研究结果表明,固化后的注浆材料对陷落柱内原有的黄土和矸石起到了一定的胶结作用,巷道围岩4 m范围内形成了具有一定承载能力的壳体,提高了围岩的承载能力,有效地控制了围岩的进一步变形。     

近距离煤层上行开采可行性研究

根据小回沟煤矿8#和9#煤层特殊地质情况,对其上行开采可行性进行研究。通过采动影响系数法、三带判断法、围岩平衡法论证得出9#煤层采用房柱式开采后可以实现8#煤层蹬空开采。结合房柱式开采工艺理论要求及8#煤层长壁工作面向底板传递载荷计算分析合理设计9#煤层采留比,并运用FLAC3D数值模拟验证了理论分析的正确性。     

基于光纤光栅技术的锚杆切向载荷定量测试研究

提出了一种新的方法来获得锚杆所受切向载荷的情况。在锚杆上布置光纤光栅作为传感器,沿着锚杆轴向,在锚杆截面互成120°布置3根光纤光栅串。通过这种光纤光栅传感器的布置方法,获得了锚杆在受到切向载荷时锚杆上各位置应变的情况。建立合理的力学模型,利用所得的锚杆上各位置的应变情况,计算得出锚杆所受到的切向载荷的具体情况。     

厚煤层综放工作面煤巷围岩稳定性分类及支护优化研究

为对11602工作面运输巷围岩稳定性进行分类,通过现场钻孔取芯窥视、实验室物理力学实验和理论计算相结合的方式,确定围岩等级类别。根据运输顺槽在原有支护方案下存在的问题,结合围岩分类结果进行支护参数的具体优化;支护方案优化后,对工作面回采期间巷道表面位移进行持续监测,以验证支护优化后的围岩控制效果。结果表明:工作面直接顶K2灰岩质量级别为Ⅱ级;直接顶砂质泥岩质量级别为Ⅲ级;基本顶K_2灰岩质量级别为Ⅱ级,综合确定回采巷道的围岩稳定性为Ⅳ类不稳定围岩;运输顺槽采用优化的支护方案后,巷道掘进期间顶底板变形量最大值为150 mm,两帮的移近量最大值为130 mm,解决了围岩变形量大的问题,保障了回采巷道围岩的稳定。     

基于钢筋砼支柱的内错瓦斯尾巷底臌控制机制

为解决高瓦斯综放工作面内错瓦斯尾巷强烈底臌问题,采用现场实测、理论分析及相似模拟的方法揭示了底臌机制,并据此提出针对性的控制方法。结果表明:在支承压力作用下,底板两侧煤体发生剪切破坏,导致底板被切割为三角区,并在下侧塑性区挤压下抬升形成整体"一"字形底臌;受采动应力的强烈影响,两帮松动圈不断扩大,巷道有效跨度增加,巷帮下底板相继出现新的剪切滑移面,使更多底板煤体参与底臌,导致底臌量不断攀升。基于内错瓦斯尾巷底臌机理及其对支护方面的特殊要求,研发了新型大底座钢筋砼支柱,通过其"控底-助帮"作用实现底臌控制。即沿尾巷轴线布置一排钢筋砼支柱,将顶板荷载传递致底板中央以对其施加反向约束,继而减轻两帮载荷,抑制巷帮松动圈范围扩大,最终实现底臌控制。该控制方法应用于阳煤集团二矿80704综放工作面内错尾巷,成功维护了底板稳定。