立井煤矿硬岩TBM施工巷道支护设计技术

针对高瓦斯煤矿瓦斯治理巷道掘进效率低下、劳动强度大、严重影响采场接替的问题,提出了使用TBM施工立井煤矿瓦斯治理巷道的技术方案。以巷道围岩物性参数和现场实测应力场数据为基础,综合理论计算和数值模拟的手段,确定了巷道的支护形式和设计方法。揭示了TBM施工立井煤矿硬岩巷道特殊的地质条件和应力场条件下,巷道围岩应力及位移的分布规律。根据淮南煤矿立井提升的特点研制了适用于立井煤矿的全断面硬岩掘进机(TBM),并配套相应的排矸、支护和运输系统。巷道掘进平均日进尺13.5m,最高日进尺30.7m。掘进效率为炮掘工艺的5~10倍。现场监测结果表明,支护结构可靠,巷道稳定,围岩位移小,安全性高。     

TBM施工煤矿深埋硬岩巷道围岩稳定性分析及工程应用

针对首次立井煤矿TBM掘进硬岩巷道工程应用实际,进行了巷道围岩稳定性分析和施工信息化监测,并采用ABAQUS有限元数值软件研究了巷道围岩位移场、应力场和塑性区的分布规律,分析了拟定支护方案的巷道围岩稳定性。结果表明,巷道顶部的最大下沉量为33.26 mm,巷道围岩的塑性区范围为0.8~1.2 m。确定支护方式为锚网支护。在试验巷道掘进过程中,进行了围岩内部裂隙发育情况、巷道收敛变形和锚杆受力监测。巷道顶板围岩破损深度达1.5 m,两帮最大收敛量为12 mm,锚杆轴力变化范围为43.1~65.1 k N。TBM施工硬岩巷道月进尺达404 m,相比传统的钻爆法和综掘法单进提高5~10倍,工程应用表明,该工法安全高效。     

预留刚隙柔层软岩支护技术探讨

1 概况 白源煤矿是一座设计生产能力为0.45Mt/a的中型矿井,立井石门开拓,其一水平为-320m,二水平为-500m,地面标高为 121m.矿井在一水平开采时,巷道围岩多为粉砂岩等比较稳定的III类围岩,但是当矿井延深至二水平,尤其是临近二水平白源向斜时,由抗压强度一般在20MPa以下的泥质砂岩、泥岩及砂质页岩等构成的IV、V类围岩巷道数量逐步增多.     

平煤某矿三水平下延-950m水平水仓方案优化

三水平下延-950 m水平水仓布置在北三进风立井东侧,原设计采用素混凝土支护,由于巷道围岩以泥质砂岩为主,巷道初期变形量大,需及时支护以控制围岩变形、增加围岩整体承载力,优化后水仓采用带底拱的锚网索喷+钢筋混凝土联合支护。同时对水仓容量、水仓长度、入仓巷道断面进行相应优化。此次优化调整充分考虑围岩变形、使用成本等因素。施工过程中及施工后经施工单位和业主反应,采用了修改后的支护参数有效地减少了巷道的变形量,支护效果良好。     

高应力弱胶结围岩巷道修复加固技术

清水营煤矿副立井＋786m水平井底车场巷道为高应力弱胶结围岩,巷道施工后,部分地段变形破坏严重。根据对变形破坏原因的分析,采用刷大断面,一次锚网喷＋锚索＋U型钢棚联合支护,二次锚注支护的方案进行修复加固,有效地控制了围岩变形,取得了良好的效果。     

基于立井水害治理的环形截水巷合理位置

针对胡家河煤矿主立井冻结井筒冻结孔涌水水害技术难题,提出了一种从根本上治理深冻结井筒冻结孔涌水水害的新方案。在该方案实施的过程中为了保证主立井井壁安全,采用FLAC软件对环形截水巷合理位置进行研究,研究表明:环形截水巷内壁距主井井筒圆心的最佳距离L为10.75 m,且2 m×2 m的环形截水巷道在开挖支护后其自身的稳定性满足要求且对井筒井壁的稳定性无影响。并对主井内壁和环形截水巷制定了相应监测方案,现场监测数据表明:在环形截水巷开挖和支护的过程中主立井井壁无变形,环形截水巷围岩比较稳定。这表明环形截水巷道内壁距主井井筒圆心的最佳距离为10.75 m是合理的。     

前探梁架棚施工方法

由我公司承建的摩洛哥王国杰拉达煤矿三号立井，并在三个水平开凿两侧马头门及长度各为21．5m、高4m、宽6．2m的车场巷道，这些巷道均采用U形钢半圆拱永久支架，拱架由三节组成，U形钢规格为25kg／m，棚间距0．5m。由于该井筒附近有一大断层、车场也道围岩稳定条件较差，第一水平车场巷道采用一次锚喷临时支护巷道全长，然后集中架棚的方法，发生了严重冒顶事故。在第二、第三两个水平车场巷道的施工中，考虑到巷道靠近断层带更近     

巷道断面尺寸对巷道围岩稳定性的数值模拟研究

为研究巷道断面对巷道围岩稳定性的影响,通过对4.8 m×3.5 m,7 m×5 m,9 m×6.5 m,11 m×8.2 m的巷道断面尺寸采用数值模拟的手段,分析不同的巷道断面尺寸对围岩塑性区、应力场和巷道围岩变形量的影响。数值模拟结果可知:巷道断面尺寸变化对巷道围岩稳定性影响较大,随着巷道断面的不断增大,巷道围岩的塑性区范围逐步增加。巷道两帮与底板是直墙半圆拱形巷道支护承载薄弱的环节须加强支护。     

鸡西局建井处去年成果多

鸡西矿务局建井处1988年连续创出了立井混合作业月成井121.3m、全岩上山月成巷271.7m、平巷月成巷310.3m三个东煤公司最高记录。这个处一直比较重视新技术的推广应用,特别是承包之后,应用围岩松动圈理论改革支护结构,施工的巷道创月进84.8m的纪录,被东煤公司认定为优秀科研成果。这个处的中深孔爆破、金属活     

掘进工作面巷道围岩压力及变形规律数值模拟研究

山西省常村矿二盘区巷道围岩为第Ⅳ类不稳定围岩,围岩压力大,矿压显现剧烈,评价巷道支护效果,在实验室取得的3号煤煤岩物理力学参数及巷道支护参数基础之上对巷道支付方式进行数值模拟分析,通过分析巷道开挖后的围岩应力、变形及破坏深度得出:巷道变形量左帮65 mm、右帮66 mm、顶板32 mm,围岩破坏深度顶板1.5 m、底板1.5 m、两帮1.5 m。在现有巷道围岩支护情况下,围岩得到了有效地控制。     

高密度电阻率法在望峰岗二副井马头门松动圈测试中的应用

马头门是井底车场巷道与立井井筒连接的过渡段,是矿井的咽喉部位,服务年限长。望峰岗矿井二副井马头门埋深近千米,巷道断面大,其稳定性直接关系到矿井的安全、正常生产。采用高密度电阻率法成功地对二副井马头门巷道围岩松动圈进行了全断面测试,为马头门巷道围岩注浆加固提供了科学的依据。     

强膨胀型松软围岩大巷联合支护技术研究与应用

某矿-500 m西运输大巷围岩属松软、强膨胀软岩,造成巷道围岩变形、底鼓严重。分析了西大巷变形破坏的特征,并从物理、力学2个方面对西大巷变形破坏原因进行分析,提出采用钢筋网壳锚喷联合支护技术。应用表明:与原有支护效果比较,联合支护可以有效控制巷道围岩应力,大大降低了巷道应力峰值及围岩变形量,保证了强膨胀型软岩巷道的支护效果。     

基于便携式地质雷达的巷道围岩松动圈探测

基于便携式雷达探测技术和声波测试技术,研究了阿舍勒铜矿深部采区不同中段、开采扰动前后的巷道围岩松动圈厚度分布规律。研究结果表明：采用Sub Surface Profiler(SSP)新型便携式雷达探测的巷道围岩松动圈厚度与采用声波测试的巷道围岩松动圈厚度基本一致,采用SSP便携式地质雷达能够快速、准确的探测巷道围岩的松动圈厚度。阿舍勒铜矿-200m中段巷道围岩松动圈厚度约为1.6～1.9m,明显大于50m中段开采扰动前的巷道围岩松动圈厚度。开采扰动明显加深了采场临近巷道围岩松动圈厚度,阿舍勒铜矿50m中段开采扰动前,临近采场巷道围岩松动圈厚度约为1.4～1.7m,开采扰动后约为1.6～2.0m。研究成果对于矿山依据围岩松动圈厚度优化支护参数具有重要参考价值。     

近距离煤层复合型顶板下巷道布置方案分析

杜儿坪煤矿2号和3号煤层为近距离煤层,3号煤层顶板属复合型顶板,为降低南九盘区内73903工作面轨道巷在回采时的围岩压力,对该盘区内的3号煤层和顶板进行围岩应力分析,提出73903轨道巷在复合型顶板下的3种巷道布置方案,通过对3种巷道布置方案围岩应力分析得出,采用内错上部煤层巷道13 m布置,巷道所受围岩应力较小。     

海相超深高温岩巷掘砌通风降温及热害治理技术研究

为了解决海相超深立井高温热水岩巷热害治理难题,针对纱岭金矿井下巷道围岩高温导致海相超深立井不能持续开拓现状,从巷道工作面空间气流组织和冷量在巷道局部空间扩散等实际出发,通过模拟试验探索出了巷道掘进工作面最佳气流组织流速,确定了可参考的巷道风速风量,提出了改善巷道热环境的“地面+井下”通风和制冷相结合的综合降温关键技术。该技术配备相应的空气流制冷装备,为海相超深立井巷道掘砌工作面热环境改善提供新方法。工程实际应用证明,该技术可以很好地改善了井下通风状况,有效地解决了海相超深立井高温热水岩巷热害治理难题,巷道掘砌工作面环境温度保持在28℃左右,为超深高温岩巷掘砌通风设计提供了可借鉴的经验。     

浅埋深薄基岩“三软”地层立井井壁破坏机理及防治技术研究

新矿集团伊犁一矿北工广副立井施工,出现井壁混凝土开裂、钢筋鼓出变形,部分混凝土脱落,井底马头门两侧平巷顶部浇筑体出现开裂和剥落现象,并出现大量的水沿井壁流出。对井壁及马头门连接处发生破坏的原因进行综合分析,对破坏范围内巷道围岩强度与围岩结构进行现场测试,提出"高压注浆+高预应力强力锚杆及注浆锚索"相结合的加固方法对破坏立井井壁及附近巷道进行加固,取得了显著效果。     

混合立井箕斗装载硐室快速施工实践

河南神火集团梁北煤矿改扩建混合立井箕斗装载硐室净长7.661 m,净宽为5.400 m,净高19.300 m,所处岩层段为二叠系下石盒子组下段,围岩属中等稳定、弱稳定岩。该矿采用井筒超前掘进,上中下分层掘砌施工,锚网喷+锚索+钢筋混凝土联合支护,有效缩短了围岩暴露时间,改善了作业环境,保证了工程质量,实现了工程施工安全高效,取得了良好效果。     

掘进工作面巷道围岩压力及变形规律分析研究

伯方煤矿二盘区巷道围岩为第Ⅳ类不稳定围岩,围岩压力大,矿压显现剧烈,评价巷道支护效果,在实验室取得的3号煤煤岩物理力学参数及巷道支护参数基础之上对巷道支付方式进行数值模拟分析,通过分析巷道开挖后的围岩应力、变形及破坏深度得出:巷道变形量左帮65mm、右帮66mm、顶板32mm,围岩破坏深度顶板1.5m、底板1.5m、两帮1.5m。对3211回风巷掘进工作面的围岩变形及锚杆受力监测结果说明联合支护对动压有一定的承受能力,在现有伯方煤矿巷道围岩支护情况下,围岩得到了有效地控制。     

动压巷道围岩变形规律及控制技术研究

为了对动压巷道围岩变形规律进行研究,在21150工作面运输巷掘进至450m、550m、700m、800mm时分别布置4个测点监测围岩变形。根据监测结果将动压巷道围岩变形分为超前变化阶段、同位变化阶段、滞后变化阶段,采用锚网索+二次注浆加固的措施对巷道进行支护。围岩变形量监测结果表明,采用的支护措施可以有效控制动压巷道围岩变形。     

地下掘进巷道富水破碎围岩锚杆支护参数优化

针对矿山掘进巷道富水破碎区支护方案不合理,出现冒顶、片帮等问题,以1 660 m水平YM-Ⅱ巷道迎头大理岩破碎区为工程背景,进行巷道支护参数优化研究。为了合理有效地支护巷道和降低支护成本,结合现场实际建立巷道模型,采用正交试验设计的支护方案,利用FLAC^3D数值模拟软件模拟计算,通过模拟结果对比分析巷道围岩的稳定性。结果表明：锚杆长度主要影响巷道围岩变形量,锚杆间排距主要影响是巷道围岩破坏情况;最优支护方案为锚杆直径40 mm、长度1.8 m、间排距0.9 m×0.9 m,可减少巷道围岩位移量70.77%、塑性区体积63.91%、垂直应力12.96%,有效控制巷道围岩稳定性,为矿山安全生产提供保证。研究结果可为富水破碎区围岩巷道支护设计和地压治理提供参考。