焦作矿区松软顶板煤巷围岩变形特性分析

为有效分析焦作矿区矿压显现规律,规范煤巷支护管理,从松软顶板厚度、不同巷宽和不同埋深3个角度对焦作矿区松软顶板煤巷进行数值模拟计算分析,总结出了松软顶板煤巷围岩变形特征规律。     

复合顶板松软煤层巷道支护技术研究

复合顶板松软煤巷围岩变形速度快,巷道煤帮和肩角处围岩以及顶板煤线容易首先破坏,是支护中的薄弱部分。针对复合顶板松软煤巷围岩的变形破坏规律,提出了薄弱部分加强支护、提高巷道围岩的抗剪强度和承载能力,应用锚索补强支护并施加较高的预紧力,使复合顶板形成组合梁结构,控制顶板变形和锚杆锚固区外离层。     

屯兰矿复合顶板巷道锚杆支护技术与实践

西山矿区多年来一直致力于煤巷锚杆支护技术的研究、试验和推广工作.锚杆支护由岩巷发展到煤巷,由永久大巷推广到受采动影响的采区上、下山及回采工作面顺槽;由普采巷道推广到综采巷道;由稳定顶板的8#煤层推广到中等稳定顶板的2#、6#煤层和不稳定顶板的3#、9#难采煤层以及综采切眼和综采工作面收尾等条件下支护.锚杆支护形式有:单一锚杆支护、锚网支护、锚带(梁)网支护、锚带网加锚索等多种支护形式.     

锚、梁、网、锚索补强的组合支护技术在镇城底矿的应用

针对西山镇城底矿2、3号煤层围岩变形量大的松软复合顶板回采巷道,应用锚、梁、网、锚索补强的组合支护技术,控制了复合顶板回采巷道围岩的强烈变形,解决了松软复合顶板回采巷道支护的技术难题,实现了煤巷安全高效掘进.     

非软顶底板煤巷锚杆支护及围岩松动规律

分析巷道围岩松动规律是优化锚杆支护的基础.通过对非软顶底板煤巷围岩松动特征与锚杆支护关系的分析,理论计算了非软顶底板煤巷围岩的松动范围,提出了非软顶底板煤巷锚网索耦合支护方案,运用数值计算分析了非软顶底板煤巷锚杆支护前后围岩松动规律,并对试验巷道围岩松动范围进行了钻孔窥视和超声波探测.结果表明:非软顶底板煤巷围岩松动范围在顶板两角及两帮中部,两帮呈半圆形破坏,顶板呈马鞍形破坏.锚杆支护后,围岩松动范围减小,围岩应力由顶板两角沿两帮向底板两角深部转移,顶底角锚杆(索)耦合支护利于巷道围岩的稳定.     

深部软弱破碎复合顶板煤巷稳定控制技术

针对深部软弱破碎复合顶板矩形断面煤巷易冒顶、大变形、难支护等特点,基于锚杆和锚索支护理论,提出了兼具组合梁和组合拱承载效应的梁-拱锚固承载结构,分析了梁-拱锚固结构的几何特征,揭示了不同锚固参数条件下梁-拱锚固结构的形成过程及演化规律,反映了不同支护形式下煤巷顶板的锚固结构效应。采用FLAC~(3D)模拟研究了4种支护技术方案条件下深部软弱破碎复合顶板煤巷围岩位移与塑性区损伤扩展演化规律,揭示了不同支护技术方案对矩形断面煤巷围岩的控制效果,验证了采用基于梁-拱锚固结构的深部软弱破碎复合顶板矩形断面煤巷支护技术方案的合理性,并进行了井下工业性试验。监测结果表明,采用"梁-拱锚固结构"支护技术方案有效地控制了深部软弱破碎复合顶板煤巷离层与大变形,维持了深部软弱破碎复合顶板煤巷围岩与支护结构的稳定及安全。     

大断面托顶煤巷道不稳定区域支护研究

为研究大断面托顶煤巷道围岩破坏严重的问题,结合运输平巷顶板条件,通过采用顶板钻孔窥视的方法,研究了顶板围岩内部结构状况,确定顶板不稳定区域,提出不稳定区域注浆改性与强力锚(杆)索联合加固的围岩控制技术,并应用于现场。结果表明:运输平巷1 800～1 950 m为顶板不稳定区,采用水泥与化学耦合注浆改性与高预应力锚索补强支护的综合加固技术可以控制顶板不稳定区域,顶板最大下沉量88 mm,锚杆锚索有比较大的富余量;矿压观测结果表明本支护设计科学合理,支护有效控制了运输平巷围岩变形,保证了大断面托顶煤巷道的安全。     

中空注浆锚索在高地应力松软煤巷中的应用研究

高强度中空注浆锚索与高性能锚杆相结合的组合控制技术,能有效控制高地应力松软煤巷等该类巷道出现的巷道失稳问题.某矿3313综放工作面回风平巷在深部掘进时出现围岩变形量大、支护失效等问题,高地应力、围岩性质差和原始锚杆支护参数的不合理是导致巷道失稳的主要因素.针对该巷道特点,采用高预应力锚杆(索)支护条件下围岩适当让压、中空注浆锚索注浆以改善顶板大范围内围岩力学性质等技术,有效控制了围岩塑性区发育、提高了顶板围岩强度并改善了锚杆受力状态.现场工业性试验表明:与前期掘进巷道相比,围岩松动区缩小为1 m左右,顶板、底板及两帮的变形量分别下降了63.6%,53.3%和51.7%,高地应力松软煤巷的围岩变形得到了有效控制.     

采空区下破碎不稳定顶板煤巷锚杆支护技术探索与实践

针对采空区下破碎不稳定顶板煤巷的特征,通过对破碎不稳定顶板煤巷锚杆支护理论进行分析,采用了树脂药卷加长锚固高强度锚杆、金属网、桁架支护系统,使巷道围岩保持稳定,满足了正常生产需要.     

斜巷前探梁支护的问题探讨

目前,煤巷锚网支护是一种正在推广的支护形式,的确,在较硬煤层中或沿顶板施工煤巷时,锚网支护不失为一种有效的支护形式,可以大大减轻工人的劳动强度,减少材料费用,一些矿区也成功的实行了锚网支护。但是,锚网支护也受到一定的地质条件限制。在煤层较软和顶板岩石不稳定的情况下,煤巷锚网支护不能算是最有效的支护形式。首先,最不安全的是锚网支护没有超前支护,工人们要暴露在顶板下进行锚网作业。     

顾北矿沿空掘巷临空活动段围岩变形控制技术研究

为了分析临空活动段对沿空巷道围岩支护的影响,以顾北矿南一采区1322(1)工作面为工程背景,通过UDEC数值模拟及现场试验,对临空活动段沿空掘巷煤柱的应力分布及围岩稳定控制技术进行了研究,结果表明：临空活动段留设煤柱存在应力集中现象,不同支护工况下可能发生压剪破坏,并且巷道帮部压力大于顶压。现场应用表明锚网索联合槽钢梁加强支护顶板和巷帮的围岩控制技术能有效提高临空活动段沿空巷道围岩稳定性。     

深部巷道围岩稳定性控制技术

针对深部巷道开挖后易失稳、难维护等特点,基于巷道基本地质概况,分析了围岩控制技术路线,主要包括提高围岩强度和减小围岩应力,研究了“四高”锚杆支护技术、锚架联合加固技术、注浆加固技术等围岩稳定性控制技术,并结合巷道围岩分级类别进行了巷道支护。研究为类似工程条件下巷道支护提供了借鉴。     

基于模糊聚类综合分析的煤巷围岩稳定性分类研究

为研究近距煤层煤巷围岩稳定性分类及支护参数的合理选取,选取相似地质条件矿井的巷道围岩力学性质参数作为分析样本,并依据模糊-聚类综合评判法,通过MATLAB软件中的FCM工具函数进行围岩稳定性分类研究;并结合矿井概况,提出巷道支护参数优化方案,通过围岩变形监测对优化方案进行验证。结果表明：神州煤业一采区运输巷属于第Ⅳ类不稳定巷道,模糊综合评价的结果对巷道支护参数的选取和围岩变形具有可靠的指导作用。     

白象山铁矿巷道围岩稳定性分类及支护对策研究

针对白象山铁矿现有巷道围岩稳定性分类方法无法有效指导巷道支护设计的现状,基于地质雷达探测和围岩物理力学性质试验,综合采用冶金矿山锚喷支护围岩分类和围岩松动圈分类方法,制定了巷道围岩稳定综合分类表与巷道支护方案选择标准。根据白象山铁矿巷道围岩的稳定性状况,将围岩分为I到V共5类：I类围岩稳定,一般不支护或喷50～60 mm混凝土封闭围岩;V类围岩稳定性极差,采用直径20~22 mm、长度2 200~2 400 mm的螺纹钢锚杆、钢筋梯（钢筋网）以及锚索进行支护,并考虑采用型钢支架加强支护,底板铺设反底拱,实施全断面注浆加强支护。工程实践表明,以白象山铁矿巷道支护方案选择标准为依据进行巷道支护设计,针对不同巷道围岩类别选用合理的支护形式与参数,可以有效地控制巷道围岩的收敛变形,保证巷道围岩的长期安全与稳定,具有较高的工程应用价值。     

巷道围岩应力壳力学特征与工程实践

综合采用数值模拟、理论分析和现场观测,深入研究了巷道围岩力学特征及其对围岩稳定性的影响规律。研究发现,巷道开挖后围岩存在连续包络的高应力束组成的应力壳,巷道处于应力壳内的低应力区,巷道围岩矿压显现受控于应力壳的存在及其空间演化;巷道围岩应力壳的空间分布对巷道围岩稳定性有关键性影响,且存在"稳定"和"非稳定"两种形态,维护巷道围岩稳定性的实质是保证巷道围岩应力壳形态的稳定;通过科学的巷道布置和有效的支护手段"控制围岩最小变形",优化围岩应力壳形态是保证巷道围岩稳定性的关键所在。研究和工程实践均表明:巷道轴向与最大水平主应力方向平行时易维护,在于巷道围岩中易形成稳定态应力壳;两者垂直时巷道难于维护,在于巷道围岩中易形成非稳定态应力壳。揭示了最大水平主应力方向对巷道围岩稳定性影响的内在力学本质。     

基于BP神经网络的回采巷道围岩稳定性分类

针对袁店矿回采巷道围岩条件复杂、现有分类方案不够完善、巷道收敛率较大等问题,探索一种准确、高效、易于使用的回采巷道围岩稳定性预测方法.以袁店矿区回采巷道作为工程研究背景,采用BP神经网络预测原理,在分析出回采巷道围岩稳定性的影响因素基础之上,设计出一种基于BP神经网络的回采巷道围岩分类方法,利用Matlab7.0BP神经网络工具箱,实现算法编程和GUI友好的用户操作界面,结果证明此方法具有相当高的预测精度.     

煤矿巷道综合加固技术研究

为了对不稳定巷道围岩进行加固,采用综合加固技术,主要包括巷帮预注浆、起底刷帮、围岩喷浆封闭、帮顶预应力锚索补强等技术,并研究了巷道底鼓的防治措施及注浆系统和安全措施。研究结果能够为不稳定巷道的支护提供技术支持。     

基于机器学习的煤巷围岩稳定性预测与应用

煤巷围岩稳定性分类对指导现场岩体工程设计、施工、管理具有重要的理论和工程实际意义。本文选取了影响煤巷围岩稳定性的7个关键指标,采用现场案例、调查问卷和文献计量等方法收集样本并建立了围岩稳定性分类数据库,基于6种机器学习方法分别建立了煤巷围岩稳定性分类预测模型。经模型计算得出,神经网络和改进的支持向量机模型具有较高的预测准确性。将模型应用于霍州矿区实际工程,结果表明,神经网络和改进的支持向量机方法预测精度高、可靠性好。     

沿空留巷巷道围岩变形破坏特征及影响因素研究

为了研究沿空留巷巷道围岩变形破坏特征及影响因素,采用理论研究、数值模拟和现场实测相结合的方法,研究了沿空动压巷道围岩结构分类、沿空动压巷道围岩变形破坏特征以及围岩变形破坏影响因素。研究得出:巷道围岩层位的物理力学性质与护巷煤柱侧开挖空间的差异,把沿空动压巷道分为8个类型;围岩破坏主要集中在岩性较弱的巷道顶板以及护巷煤柱侧;影响巷道稳定性的主要因素有巷道开挖顺序与布置、构造应力、巷道支护、两次动压。研究对沿空动压巷道在采动影响下的围岩控制技术和破坏失稳机理提供了技术支持。     

深井回采巷道围岩稳定性分类及其控制技术

基于实验室试验、数值模拟计算、现场实测及力学理论分析等综合研究方法,研究深井回采巷道围岩变形力学特征及其影响因素,采用模糊聚类法对深井回采巷道围岩稳定性进行整体分类,再结合巷道顶底板与两帮围岩的岩性情况,进行巷道围岩次分类研究,由此提出适合深井回采巷道稳定性控制原则。