淋涌水碎裂煤岩顶板煤巷破坏特征及控制对策研究

 针对淋涌水碎裂煤岩顶板煤巷支护过程中出现的围岩剧烈破坏难题,综合现场调研、煤岩试验、数值模拟、理论分析及井下试验与实测等方法,对其变形破坏机制、工字钢与锚杆(索)支护位移场的分布及煤巷动态破坏特征、顶板钻孔淋水量分区、新型防水锚固剂的锚杆(索)锚固力测试及淋涌水碎裂顶板控制对策进行系统化研究,主要研究内容及结论如下：(1) 淋涌水碎裂煤岩顶板的破坏主要是支护结构体的非整体性承载、锚杆(索)支护受钻孔淋水持续弱化失效以及顶板复合煤岩结构刚强度差异大而导致的离层综合作用的结果;(2) 研究新型防水树脂锚固剂,并通过井下淋涌水顶板锚杆(索)拉拔试验及支护后期锚索监测结果,检验防水锚固剂稳定性能;(3) 提出控制淋涌水碎裂顶板的“四位一体”控制对策,分析具体支护措施力学效应及保持顶板稳定性方面的作用;(4) 详细介绍井下运用“四位一体”综合控制系统的一典型淋涌水型碎裂煤岩顶板煤巷成功实例。研究成果可在霍州矿区进行推广应用,对类似条件巷道支护技术具有一定的理论和实用价值。     

石圪台煤矿31201首采工作面动载矿压防治技术

石圪台煤矿下水平3-1煤首采面在开采过程中出现了多次动载矿压剧烈显现,特别是在出第二段隔离煤柱17.4 m时立柱最大下沉达1.5 m,发生了压架事故,对工作面的安全高效生产造成严重威胁。为解决该剩余工作面回采难题,采取了动载矿压防治技术,取得了预期效果。     

综放大跨度开切眼锚索中心对称控制系统研究与应用北大核心

针对综放大跨度开切眼围岩控制难题,首先运用UDEC4.0模拟分析了开切眼围岩变形破坏特征,得到顶煤中塑性区范围呈拱形,底板塑性区范围呈倒梯形;且开切眼宽度的增大对顶板变形破坏影响最大,底板最小。在分析了原支护方案存在不足的基础上,提出了锚索中心对称控制技术,认为桁架锚索和单体锚索能够锚固在拱顶两侧稳定区域,并与顶板中压力拱相互配合协同控制围岩稳定。现场实践表明支护方案能有效控制围岩变形。     

垮冒煤巷顶板模拟分析与支护研究

以阳煤集团新元公司D302回风巷道在掘进期间发生冒顶事故为例,探究了导致巷道垮冒的原因,提出采用高预应力桁架锚索、单体锚杆(索)双支护技术,利用FLAC软件进行参数模拟研究,并结合工程类比法确定巷道最终支护方案。现场矿压观测结果表明,巷道服务期间,断面收敛率小,顶板无冒漏现象。     

新型柔性网在综采面末采贯通中的应用

根据石圪台煤矿地质条件较复杂,工作面需频繁搬家的现状,特提出新型高强聚酯纤维柔性网材料。介绍了具体的安网、放网、撩网等铺网工艺,并在12401末采工作面进行现场试验。结果表明:从工作面安网到顺利贯通仅用了40 h,比使用金属网节约成本48万元。能满足回撤安装的要求,具有较好的推广应用价值。     

厚煤顶大断面开切眼复合预应力支护技术

为解决山西某矿厚煤顶大断面开切眼围岩控制难题,分析了开切眼围岩的破坏特征及锚索与顶板中压力拱的相互作用,运用力学理论对围岩破坏范围进行计算。在此基础上,运用FLAC3D数值模拟软件对不同支护参数下围岩变形情况进行研究,结合现场实际生产地质条件综合确定了复合预应力支护方案。     

特厚煤层大断面巷道模糊聚类分析及支护设计

采用模糊聚类分析对东坡煤矿5条开拓巷道进行了围岩稳定性分类。在围岩稳定性分类的基础上对沿特厚煤层中部掘进的大断面巷道9#煤层机巷和沿中厚煤层顶部掘进的4#煤层辅运巷进行了支护设计说明,对支护效果进行了观测及评价,为今后东坡煤矿其它巷道的围岩稳定性分类和支护设计提供参考。     

综放面支架泄漏故障的超声微震识别原理及探测实践

高压乳化液泄漏是支架液压系统的主要故障,具有多发性、不确定性和隐蔽性的特点。乳化液泄漏时将产生连续的超声波信号,在此基础上研制成功了支架液压系统泄漏故障检测仪,并确定了相应的判据。现场应用实践表明,该仪器能迅速准确的判断支架液压系统的泄漏部位及程度,有效提高支护质量,保障工作面的安全生产。     

帮锚索-槽钢桁架在高应力软碎煤巷中的应用

为了有效解决高应力、软碎围岩和受向斜构造、断层、空间交叉巷与采空区支承应力叠加等复杂条件下的巷道帮部支护难题,防止发生片帮垮冒事故。通过对新三矿大断面废矸置换巷巷帮支护存在问题的分析,提出了新型帮部锚索-槽钢桁架支护技术,采用数值模拟软件设计并优化了支护参数,在废矸置换巷进行了现场实践,取得了良好的经济与技术效益。     

淋涌水型碎裂煤岩巷道防水对策和锚网索控制

根据团柏煤矿10#煤顶板现场钻芯取样,结合工程实践,分析导致淋涌水碎裂顶板煤巷围岩破坏的主导因素,并阐述了其防水对策。提出在淋水碎裂顶板条件下采用新型防水锚固剂—高强度锚杆—金属网—钢筋梯子梁—小孔径预应力锚索联合支护技术,并在10-110(1)巷进行现场试验。通过分析矿压监测数据,取得了良好的支护效果。