煤矿复杂地质区域软弱围岩巷道控制技术研究

针对煤矿巷道在复杂地质区域表现出的大变形、矿压大和支护难技术难题,分析认为围岩性质弱、地应力高、支护方式及参数不合理和地下水等综合因素是影响巷道围岩稳定性的主要因素。针对现场实际提出综合围岩控制技术方案,并通过现场工业试验取得良好的效果。     

破碎围岩矿体预控顶分段空场嗣后充填法的研究与实践

针对阿舍勒铜矿650 m中段破碎围岩矿体,采用分段崩矿阶段空场嗣后充填采矿法采场发生垮塌的状况,提出了预控顶分段空场嗣后充填法开采的技术方案。7个采场的回采实践表明:该采矿方法适合阿舍勒铜矿上盘围岩破碎矿体的开采技术条件,并具有采场稳定性好、作业安全、贫化损失率低、生产能力大、综合经济效益高等突出优点,采场实际损失率为4%~5.7%、贫化率为3.3%~10.9%。     

锚杆工作荷载与巷道围岩变形相关性实验研究

在现有锚杆支护巷道围岩稳定性研究的基础上,提出了通过锚杆工作荷载评估巷道围岩稳定性的设想。采用物理相似模拟的方法对其进行了实验研究。根据巷道围岩控制理论和实验研究结果,分析了承载条件下巷道周边围岩变形特征;揭示了在巷道加载破坏过程中,锚杆工作荷载随巷道围岩变形位移的演化规律;重点研究了在巷道变形、失稳、破坏各阶段中锚杆工作荷载与围岩表面位移的相关性,并建立了其对应关系。利用这一对应关系,通过锚杆工作荷载的无损检测实现对巷道围岩稳定性的判断和评估,为现场实时分析和评价巷道围岩稳定性及其支护结构的合理性提供了必要的理论与技术支持。     

孤岛工作面回风巷围岩控制与支护技术

以鹤壁四矿2604孤岛工作面回风巷为研究对象,采用FLAC3D模拟了巷道围岩的垂直应力,得出了巷道垂直应力与围岩深度的关系曲线。围岩垂直应力峰值点位置相差较大,顶板和采空侧围岩深部垂直应力趋于一定值,煤柱边缘垂直应力较小。针对围岩破碎,顶煤厚度大,提出了高强高预紧力锚杆与斜拉锚索梁结构联合控制技术,使浅部围岩与深部围岩形成统一的承载结构,矿压观测结果:顶底板相对移近量为215mm,两帮相对移近量为157mm,顶板离层量为35mm,为类似条件下的巷道支护提供借鉴。     

深井大断面交岔点变形机理及稳定性控制研究

为解决夹河煤矿深部大断面3号交岔点难以支护的问题,分析可知3号交岔点变形破坏的主要原因是高地应力、开挖扰动以及支护体和围岩强度与结构的不耦合,据此提出了锚网喷+锚索+底角锚杆+中间岩柱双控锚索的耦合支护技术,现场应用表明:采用锚网索耦合支护技术后3号交岔点顶底板最大移近量为69 mm,两帮最大移近量为45 mm,3号交岔点变形得到了有效控制。     

沉降反馈开挖法在阿家岭隧道中的应用

介绍了阿家岭隧道在穿越既有铁路线施工中,采用沉降数据反馈,适时调整开挖参数的开挖方法,确保沉降数据在控制范围内,从而保证隧道开挖时不影响既有铁路线安全运行。该技术根据隧道独特的施工条件,突破常规施工方法和工艺,为类似工程施工提供了参考。     

残留空区下残煤复采工作面稳定性研究

通过数值模拟对厚煤层上分层巷柱开采区残留"空区"稳定性对复采工作面的影响进行了研究,研究结果表明,工作面通过宽度较大残留采空区时,其顶板垂直应力表现出"弱-强-弱-强-弱"的规律,且出采空区前应力峰值较进采空区后的峰值大;残留采空区底板岩性不同对下方复采工作面顶板压力分布规律影响不大。     

综采工作面支架初撑力与围岩相互作用关系分析

为掌握综采工作面支架初撑力与围岩相互作用关系,并为支架选型以及围岩控制提供理论依据,采用理论分析和现场观测的方法分析初撑力与围岩相互作用关系。结果表明,初撑力对抑制裂隙体直接顶冒落和增强层状体直接顶整体强度有重要的影响,增大初撑力可以有效防止直接顶冒落;初撑力不仅影响支护体的刚度,而且影响增阻量的分布范围,初撑力越小支架控顶范围内的顶板下沉量越大;提出了工作面煤壁稳定性系数计算方法和影响因素,通过对比分析铁北煤矿2个工作面的矿压数据可知,初撑力较低是导致工作面发生大面积来压的关键因素。     

绞车硐室围岩破坏机理分析及注浆加固技术

为解决杨庄矿Ⅲ1采区绞车硐室两帮移近量大、顶板喷层脱落及严重底鼓等围岩破坏问题,在对围岩矿物成分进行试验分析基础上,采用现场测试和理论分析等方法对绞车硐室围岩破坏机理进行了研究。研究结果表明:巷道支护结构与支护参数的不合理和围岩含大量黏土矿物成分,是造成开挖已久的绞车硐室围岩破坏的2大主要原因。根据围岩破坏机理,通过理论计算和类比分析,提出了锚网喷结合注浆的二次加固方案,现场应用表明,采用该方案后,顶底板移近量和两帮移近量最大值分别为40、55 mm,绞车硐室趋于稳定。     

东曲煤矿综采工作面端面顶板失稳规律及其控制研究

依据东曲煤矿14214综采工作面破碎顶板条件下开采的生产实际,采用FLAC3D数值计算和理论分析相结合,分析了工作面端面顶板失稳规律。研究表明:随着支架工作阻力的增大,端面顶板冒落程度变小,稳定性增强,当支架工作阻力为额定工作阻力的80%以上时,支架工作阻力的增加对端面顶板的控制作用影响减弱;当支架支护阻力达到额定工作阻力时,工作面顶板塑性破坏区域位于煤壁前方顶板中且破坏形式主要为压剪破坏;支架前后柱工作阻力比值不同,前后柱所控制顶板的区域不同,破碎顶板条件下应适当提高前柱阻力,其比值为1~1.2有利于端面顶板的稳定性控制与支架的稳定。