软岩巷道桁架锚索支护参数优化

为了合理确定软岩巷道桁架锚索支护参数设计,通过理论分析,FLAC3D数值模拟和SPSS差分析正交试验等方法,结合木孔煤矿实际地质环境,对软岩巷道的预应力桁架锚索支护参数进行优化分析,使桁架锚索组合支护能力充分发挥,避免支护材料浪费和支护成本偏高,现场观测结果显示:两帮水平位移最大值为260 mm,顶板最大下沉量为163 mm,巷道围岩的收敛率在有效控制范围内,预应力桁架锚索支护对提高巷道围岩的整体稳定性有良好效果.     

软弱顶底板下沿空掘巷小煤柱合理宽度的确定

针对软弱顶底板下沿空掘巷的具体生产地质条件,以东怀煤矿3100工作面为研究对象,通过对沿空掘巷上覆岩层结构在掘进和回采期间稳定性的分析,阐述了沿空掘巷围岩稳定的基本原理,认为维护巷道围岩小结构的稳定是沿空掘巷稳定的基础.通过理论计算与数值模拟相结合的方法,确定小煤柱的合理宽度为5 m.经过现场工业性试验,留设5 m小煤柱的方案,能较好满足生产要求,保证工作面顺利回采.     

软弱半煤岩巷围岩的变形机制及控制原理与技术

 以广西百色东笋煤矿为工程背景,针对力学强度较低的半煤岩巷道难支护问题,采用现场调查、室内试验、岩体测试与监测、数值计算、理论分析和工业试验等手段进行变形机制和控制技术等研究。首先,通过巷道变形情况的调查发现,东笋矿区半煤岩巷呈现大变形特点,变形主要出现在巷道的两帮,以中下部最为严重;进行围岩裂隙窥视与实验室力学试验,可知,巷道岩体强度较低,遇水崩解、膨胀,松动圈可达到4 m左右。然后,分析岩煤巷道破坏的主要原因与变形特点,认为支护失效与巷道失稳的主要路径为：围岩强度较低→节理裂隙发育(外界环境及扰动作用下)→碎胀变形→应力叠加及流变→大变形;最后,分析该类巷道的支护原理,提出以“桁架锚索”为核心的“锚、网、索、梁”综合支护技术。理论分析表明关键在于帮部的支护,即桁架锚索,桁架锚索既起到力传递作用,又增大帮壁煤岩体的受力面积,提高支护刚度。根据煤岩体变形与桁架锚索受力特点,设计一种反扣装置,该装置能提高锚索桁架钢的抗弯矩能力。应用表明,该综合支护技术能发挥“固帮”“强顶”和“抑底”等作用,从而达到全方面地提高巷道的稳定性。     

顶板楔形槽导控压裂对“三软”煤层增透影响的数值分析

采用理论分析和数值模拟的方法,开展顶板楔形槽导控压裂对"三软"煤层增透影响研究,揭示了顶板楔形槽导控压裂卸压及增透原理,分析了顶板楔形槽导控压裂过程中煤岩体的裂隙发展分布规律,对松软煤层水力压裂与顶板楔形槽导控压裂的效果进行了比较。研究结果表明,顶板楔形槽导控压裂可以有效地提高"三软"煤层的透气性。