充填体特性对综放沿空留巷围岩稳定性的影响

针对综放沿空留巷围岩控制关键技术 ,分析了充填体宽度和材料特性对综放沿空留巷围岩稳定性的影响 ,探讨了提高充填体抗变形能力的措施     

充填体特性对综放沿空留巷围岩稳定性的影响

针对综放沿空留巷围岩控制关键技术,分析了充填体宽度和材料特性对综放沿空留巷围岩稳定性的影响,探讨了提高充填体抗变形能力的措施。     

切顶条件下综放沿空留巷充填体承载特征及合理宽度研究

超前工作面致裂顶板卸压配合巷旁充填的留巷方式,是解决综放工作面留巷难的有效途径之一,而巷旁充填体参数合理化设计是该留巷方式成功的关键。构建切顶高度范围内采空区等效承载本构关系,推导切顶条件下综放沿空留巷充填体支护阻力表达式,结合赵家寨矿12209工作面沿空留巷的工程地质条件,计算充填体合理宽度和变形量范围。基于对切顶高度范围内采空区承载本构关系的数值反演,揭示充填体承载特征并确定充填体合理宽度值。研究结果表明：采空区断裂岩层与矸石经历由接触到逐渐压实的过程中,采空区压缩位移不断增大,充填体支护作用不断减小;理论计算得到充填体最小宽度为1.95 m;随着工作面推进,充填体承载力呈先急剧增长、再快速增长、最后稳定3个阶段变化,并与采空区矸石承载特征保持协调关系;确定赵家寨矿12209综放工作面充填体合理宽度为2.2 m,工程实践表明,巷道围岩稳定性较好,实现了对该类巷道围岩稳定性控制。     

坚硬顶板下沿空留巷巷旁充填体合理宽度研究

对于使用沿空留巷技术而言,巷旁充填体宽度是其控制巷道围岩变形的关键参数之一,特别是在坚硬顶板条件下,巷旁支护体合理宽度的确定就成了巷旁支护系统发挥最大支护作用的关键因素。以山西铺龙湾煤业有限公司4102综放工作面为工程背景,综合运用理论分析与数字模拟,对支护体合理宽度进行了研究分析。结果表明,4102综放工作面沿空留巷巷旁支护体宽度应控制在1.84.15 m范围内,当支护体宽度为4 m时巷道变形量最小,支护效果最好,能够保证矿井实现安全高效生产。     

综放沿空留巷巷旁充填体宽度对其稳定性影响规律试验研究

综放沿空留巷具有煤层厚、留巷断面大、顶板为煤层等特点,这些特点导致综放沿空留巷围岩变形量大,因此需要研究留巷的稳定性及围岩的应力应变规律。采用大比例尺相似模拟试验台对王庄煤矿综放沿空留巷进行相似模拟,通过分析顶板断裂位置、端头不放顶煤长度、充填体的宽度、顶板和两帮的变形,确定合理的相关参数,以达到充填体稳定、留巷效果好的目的。     

深部煤层综放沿空留巷充填体参数影响研究

充填体参数是影响综放沿空留巷围岩稳定性的重要因素之一,以余吾煤业S1206综放工作面为背景,利用UDEC数值模拟软件建立数值模型,具体分析了充填体的宽度和强度对沿空留巷围岩变形的影响。通过对顶板位移曲线和应力曲线的对比分析,确定合理的充填体参数,使留巷效果满足安全生产需求。     

综放沿空留巷支护结构的可靠性分析

根据综放沿空留巷围岩变形大且围岩力学参数中有许多随机变量的特征，阐述了其支护结构可靠性分析的必要性.应用工程结构可靠性理论，建立了综放沿空留巷支护结构可靠性分析模型，得到了支护结构可靠度的计算公式.结果表明：通过合理选择锚杆类型、加大锚杆支护密度、改善锚固体及充填材料力学性能等措施，可达到提高综放沿空留巷支护结构可靠性的目的.     

综放沿空留巷几个关键问题的研究

在工程实践的基础上，采用适于分析岩层断裂和垮落的数值分析软件UDEC建立相应的数值分析模型，详细分析了老顶断裂位置、端头不放顶煤长度、充填体宽度、充填方式和充填体强度对综放沿空留巷围岩稳定性的影响规律.研究结果表明，老顶断裂位置对留巷围岩稳定性的影响较大，留巷顶板围岩位移受制于老顶岩层的回转运动，是老顶回转运动与围岩变形的综合反映,综放沿空留巷时,应合理利用围岩移动规律。     

高瓦斯综采工作面沿空留巷充填体宽度优化

针对潞安余吾矿区巷旁充填体的沿空留巷现场充填宽度不足,导致巷道稳定性得不到保证且巷道变形较大的问题,理论分析了综放尾巷留巷巷旁充填体的受力特点和变形特征,并利用FLAC~(3D)对沿空留巷期内围岩变形特征进行数值模拟,确定了巷旁充填体的最优充填宽度。结果表明:巷旁充填体对巷道围岩的作用具有在短时间内可达到高强度、高阻力状态,并具备上佳的变形性能,从而实现非采煤帮、充填体和冒落矸石共同承但围岩压力;巷旁充填体宽度取值为1.5 m时,此时充填体宽度无应力集中向少应力集中的过度,峰值应力变化最为明显从8.3MPa增加到12.6 MPa,在此情况下,巷道围岩变形量较小,观测点实测结果显示,顶底板移近量分别为331.3 mm和280.7 mm,两帮移近量分别为225.4 mm和171.7 mm,巷道围岩变形主要以顶板下沉为主,沿空留巷段巷旁支护基本满足围岩控制要求。     

高水材料充填沿空留巷应力控制与围岩强化机理及应用

高水材料被广泛应用于不同条件下的薄及中厚煤层沿空留巷、部分条件较好的厚煤层沿空留巷,形成了丰富的高水材料充填沿空留巷围岩控制实践。基于高水材料充填沿空留巷理论研究和现场实践,以应力控制与围岩强化为主线,分析了充填留巷围岩在巷道掘进、工作面超前采动影响、留巷围岩调整稳定和邻近工作面复用4个阶段的应力与变形特征,提出了“基本顶二次破断”的覆岩顶板运动特征。以青龙同昌煤矿15102工作面沿空留巷为背景,数值模拟研究了留巷过程中围岩应力和塑性区分布特征,揭示了充填留巷覆岩基本顶的旋转下沉是留巷巷道所受外力的主要来源;在此基础上,提出了充填留巷围岩控制的关键区域,根据高水材料固结体的较强塑性变形特性,提出了高水材料充填沿空留巷围岩分时分区强化机理,确定了合理的高水材料充填体支护阻力计算式、留巷顶板离层计算式和实体煤帮的支护强度计算式,给出了高水材料充填沿空留巷围岩控制关键参数设计方法,关键参数包括充填体支护阻力(充填体宽度和强度)、顶板支护强度(巷内支护和临时支护)、实体煤帮支护强度。介绍了山西高平青龙同昌煤业15号煤层和赵庄煤业9号煤层高水充填沿空留巷围岩控制2个应用实例,留巷围岩变形控制效果...     

综放大断面沿空留巷技术研究

概述 针对综放沿空留巷特点和技术难点，运用采动岩体关键层理论建立了综放沿空留巷围岩的结构力学模型，为综放大断面沿空留巷技术整体合理设计奠定理论基础；以大断面全煤巷道高强锚杆支护技术为基础，将传统的在巷旁采空区实施的巷旁充填工艺，变革为在巷道内采空区侧实施的巷内充填工艺，这样既保证了顶煤的完整性与煤帮的稳定性，又保证了充填工艺系统更安全和易操作；同时，为更有效地控制长距离充填体的整体稳定性，对充填体实施了空间锚栓加固，大幅度提高了充填体的强度和抗变形能力。     

综放沿空留巷充填工艺设计实例分析

介绍了厚煤层综放沿空留巷充填体工艺设计的方法，并结合实例进行了效果分析，提出综放沿空留巷技术的成功实施关键在于巷旁充填支护的效果。     

沿空留巷顶板下沉规律及其影响因素分析

针对沿空留巷顶板下沉量大、控制十分困难的问题,在分析沿空留巷顶板下沉规律的基础上,利用能量守恒原理,建立了沿空留巷顶板下沉力学模型,推导出顶板下沉量的计算公式,并对顶板下沉的影响因素进行了定量分析和灰色关联度敏感性分析。结果表明：某矿沿空留巷顶板下沉量计算值为371.45 mm,较好地吻合现场测量值,理论计算公式是准确的。顶板下沉随巷道宽度、采高的增加而增大,随直接顶厚度、巷内支护阻力、煤帮侧向支护阻力、巷旁充填体宽度和充填体弹性模量的增加而减小;对沿空留巷顶板下沉的敏感度大小的影响因素依次为采高、充填体弹性模量、充填体宽度、直接顶厚度、巷内支护阻力、巷道宽度、煤帮侧向支护阻力,其关联度分别为0.96、0.73、0.68、0.52、0.28、0.13、0.04。研究结果可为有效控制沿空留巷围岩变形提供依据。     

香源煤业沿空留巷围岩变形特征分析

以香源煤业沿空留巷开采近距离薄煤层为工程背景,运用FLAC3D数值模拟软件分析沿空留巷围岩的变形特征。通过在开切眼前方布点监测其位移和应力,分析了不同充填体宽度、不同推进度下沿空留巷围岩变形及应力分布规律,指出充填体宽度与沿空留巷围岩变形的关系以及留巷顶底板受水平应力的影响。详细介绍了该矿沿空留巷期间基本支护、加强支护以及充填体支护方法,对相同条件下沿空留巷围岩控制问题提出了几点意见。     

厚煤层坚硬顶板工作面沿空留巷技术

以新超煤矿90101回风顺槽沿空留巷为工程背景,研究厚煤层坚硬顶板沿空留巷围岩稳定的问题,提出围岩控制的原理和技术:高预应力、适应沿空留巷大变形的巷内基本支护和高支撑阻力、可控制沿空留巷顶底板剧烈变形的巷内加强支护的巷内支护体系;高强度、快速增阻、可缩性好的巷旁充填体,良好的充填区域顶板维护和坚硬顶板的强制放顶卸压的巷旁支护体系。     

综放工作面沿空留巷围岩控制技术研究

为了解决综放面沿空留巷应用的难题,以常村煤矿S5-11综放工作面沿空留巷为工程背景,分析了综放面沿空留巷覆岩破坏特征,得到了沿空留巷成功应用的关键因素,采用数值模拟的方法,对充填体的稳定性进行了研究,给出了沿空留巷围岩控制关键技术,并对S5-11工作面沿空留巷支护方案进行设计。现场应用表明:巷道两帮最大移近量为430mm,顶底板最大移近量为570mm,充填体变形量为50mm~70mm,巷道断面尺寸基本满足生产要求。该技术方案实现了沿空留巷的成功应用,避免了煤炭资源的浪费,保证了矿井的安全生产。     

沿空留巷充填区域锚索锚固区内外顶板离层力学分析与工程应用

以兴无煤矿厚层直接顶中厚煤层沿空留巷和余吾煤业综放沿空留巷为工程背景,建立了沿空留巷充填区域锚索锚固区内外顶板离层力学模型,推导得到了沿空留巷充填区域锚索锚固区内外顶板离层量的计算式,确定了充填区域锚索锚固区内外顶板离层量的影响因素及影响规律。结果表明:各支护因素对顶板离层量的影响程度依次是巷内顶板支护强度充填区域临时支护强度充填区域外侧临时支护强度充填区域锚索支护强度实体煤帮支护强度;各几何因素对顶板离层量的影响程度是充填区域外侧宽度充填区域宽度;沿空留巷宽度对充填区域顶板离层影响规律与基本顶在采空区侧侧向破断位置有关。基于此,提出了沿空留巷充填区域锚索锚固区内外顶板离层分区分阶段控制对策,并成功应用到兴无煤矿厚层直接顶中厚煤层沿空留巷和余吾煤业综放沿空留巷中。     

综放开采巷旁充填沿空留巷技术探讨

综放开采巷旁充填沿空留巷技术在国内外尚无应用先例，指出了该项技术几个难题，对巷旁充填的作用机理进行了分析，阐述了巷旁填体支护阻力的计算方法。     

我国沿空留巷围岩控制技术研究进展与展望

我国煤矿沿空留巷技术研究与应用已超过60 a,形成了充填式沿空留巷和切顶式沿空留巷两大技术类型，但是由于不同矿区煤层生产地质条件复杂多样、留巷巷道所处矿压显现强烈等诸多困难，导致沿空留巷技术推广应用呈现起伏。首先梳理了近年来我国沿空留巷主要技术类型、围岩稳定原理、巷内支护技术、巷旁支护技术、适应性评价与围岩稳定性监测方面取得的成效和关键技术进展，分析了现阶段不同技术的应用适用性。然后，总结了目前沿空留巷技术面临的难题与挑战：对强矿压工作面沿空留巷仍未能形成系统理论；充填沿空留巷围岩与支护体相互机制的理论认识仍然存在缺陷；巷旁支护体充填材料力学及变形特性尚不能适应深部、强矿压工作面沿空留巷；沿空留巷底臌机理及控制技术尚不完善；强动载或冲击地压沿空留巷充填体稳定控制研究尚处于空白。最后，针对现阶段我国沿空留巷技术应用面临的难题和挑战，提出了几项储备型技术：厚煤层综放/一次采全高沿空留巷有控切顶–充填围岩协同控制技术、面向强矿压工作面含外加剂改性高水材料沿空留巷技术；针对沿空留巷数值模拟岩石力学参数智能反演问题，建立了一套沿空留巷数值模拟岩石力学参数智能反演工作流，提出了沿空留巷支护参数智能...     

沿空留巷巷旁支护体宽度的合理确定

 巷旁支护体是沿空留巷围岩控制的关键,在充填材料力学性能和巷道高度确定的情况下,巷旁支护体的宽度就成了主要影响因数。本文以焦煤集团九里山煤矿巷旁充填沿空留巷为工程背景,采用理论分析、数值模拟和现场试验相结合的方法,得出巷旁支护体合理宽度的确定方法。现场试验表明,采用该方法确定的巷旁支护体宽度在沿空留巷围岩趋于稳定后,巷道围岩及充填体稳定、变形量较小,说明采用该方法确定的支护体宽度科学合理,对沿空留巷实践具有一定的指导意义。