煤矿动压巷道围岩稳定性协同卸压控制技术研究

煤矿动压巷道围岩的稳定性对矿井安全生产至关重要。霍州煤电木瓜矿针对强动压巷道围岩变形量大,返修次数多,常规支护手段控制巷道围岩变形收效甚微现状,以该矿10-206工作面为工程背景,分析了动压巷道围岩变形破坏特征及规律。基于钻孔卸压原理,从改变巷道围岩应力环境入手,提出由常规“钻孔卸压”向“变孔径钻孔卸压”的强动压巷道围岩支护理念。建立变孔径钻孔卸压数值计算模型,分析了变孔径钻孔对巷道围岩稳定性的影响规律,结合现场实际工况,提出变孔径钻孔卸压技术方案,进行了工业性试验。试验结果显示：变孔径钻孔卸压技术在转移高应力的同时可以有效控制巷道围岩变形,试验巷道顶底板及两帮围岩变形量分别缩减31.5%和46.7%,帮助巷道安全,也为矿井地质条件相类似工作面巷道围岩控制提供参考。     

动压巷道组合锚索的“应力柱”效应研究

为有效控制动压巷道围岩变形较大、支护控制困难等问题，以山西某矿8102工作面为工程背景，通过现场调研、数值模拟、现场试验等手段，对动载扰动条件下组合锚索的支护效果进行研究分析，并在现场进行了工业性试验。研究结果表明:通过对在动压巷道顶板施加组合锚索的数值模拟得知，巷道顶板应力比较集中，并出现“应力柱”效应，巷道变形较小。结合现场工业性试验，在动压巷道顶板施加组合锚索，巷道变形破坏情况明显好于未施加组合锚索段；组合锚索可以有效控制动压巷道围岩变形破坏情况。     

受动压影响巷道锚注联合支护技术研究

针对受相邻工作面回采动压影响的掘进巷道围岩变形严重问题,提出了基于"控固、提刚、改性"的锚注支护方式。现场工程实践表明,锚注支护较原支护方式有效控制了巷道围岩变形,巷道无需二次返修,实现了巷道的安全掘进。     

大采高工作面动压巷道变形机理分析及控制

通过对寺河矿3313大采高工作面33131动压巷道变形观测,对动压巷道破坏情况及变形特征进行了总结。结合现场观测结果及围岩控制技术,对动压巷道变形形式、变形机理及稳定性因素进行了研究,针对性提出了动压巷道支护优化方案。     

动压软岩巷道围岩破坏机理及强化技术研究

针对曹村煤矿500水平大巷动压影响剧烈、变形破坏严重的问题,采用理论分析、数值模拟及现场实测等方法,分析了软岩大巷破坏的关键诱因,研究了动压影响下围岩的变形破坏机理。研究结果表明:动压打破围岩原应力平衡并增幅围岩主应力,导致弹塑性区分界面岩体强度-应力耦合失衡,分界面向岩体内部转移,围岩破坏范围增大、承载强度弱化。针对性地提出了动压软岩巷道围岩控制理念及强化方案,矿压观测表明,强化方案应用后围岩变形量及变形速度均大幅降低,动压影响期间的巷道变形明显得到控制。     

沿空动压巷道围岩应力分布规律研究

针对沿空动压巷道围岩结构的非对称性,邻近区段工作面回采过程中围岩变形破坏的非均衡性,在理论分析、数值模拟的基础上,对沿空动压巷道围岩的应力分布规律进行全面、系统的论述.从巷道围岩变形破坏特征出发,研究了巷道围岩的轴向及侧向支承压力分布规律,并通过现场工业性试验对其进行验证,为沿空动压巷道的支护方式的确定提供有力的依据..     

泥化软岩巷道全断面锚注加固技术研究

针对动压泥化软岩巷道围岩软弱破碎、巷道变形量大、难支护等问题,以贵州某矿水平车场为工程背景,分析了动压作用下泥化软岩巷道变形破坏特征及影响因素,提出了全断面锚注加固支护技术。通过FLAC^3D进行了数值模拟,对比分析了支护效果。在车场巷道进行了工程实践,现场试验表明:实行全断面锚注加固支护技术,有效降低了巷道两帮收缩量、顶底板移近量,避免了巷道的失稳破坏,减小巷道返修工作量。     

综放动压巷道围岩变形规律研究

通过对动压巷道围岩变形的现场观测,从巷道围岩变形的相对量角度,总结得出了动压巷道在受采动影响期间三阶段的特征;并从巷道围岩变形的绝对量角度,总结得出了动压巷道整体上呈现小变形特点,从而说明区段保护煤柱宽度和巷道锚杆支护参数的合理性.     

动压巷道锚固失效机理及支护结构优化研究

针对煤矿动压巷道因锚固失效而导致的冒顶和大变形问题,以扎赉诺尔矿区为工程背景,通过现场调研和理论分析得到了动压巷道锚固失效的原因,认为锚杆与其配套的构件不匹配是造成动压巷道锚固失效的主要原因,并通过数值模拟构建了锚杆托盘、组合支护构件模型,得到了不同构件的支护应力分布情况。根据模拟结果得到了最佳支护结构匹配,结合动压巷道锚固失效原因提出了改进的支护策略。工程实践结果表明:锚杆支护结构设计改进后,巷道围岩变形降低幅度非常显著。     

动压影响孤岛工作面巷道围岩“卸-支平衡”协同控制技术

煤矿深部工作面回采过程中,经常受到强开采动压作用影响,矿压显现强烈,巷道围岩变形破坏程度大,尤其对于孤岛工作面,动压影响更加显著,围岩控制难度成倍增加。为了解决深部孤岛工作面强动压影响回采巷道围岩控制问题,以2308工作面为研究背景,采用理论分析、数值模拟、现场验证等方法,首先对巷道围岩结构模型进行分析,确定影响工作面围岩稳定的主要因素;进一步对煤柱宽度和钻孔卸压2种方案进行研究,并根据巷道围岩的实际变形情况,确定巷道围岩的非对称支护参数,实现受强动压影响回采巷道的“卸-支平衡”协同控制方案。经过现场实践验证,2308工作面巷道顶底板移近量为260 mm,两帮移近量为471 mm,巷道围岩的整体性得到增强,变形得到有效控制;采用“卸-支平衡”方案对受动压影响巷道围岩的控制效果显著。     

强动压煤体劣化下巷道位置与围岩控制技术研究

针对强烈动压影响下煤体力学性质劣化严重、围岩变形大、难维护的问题，采用理论分析、数值模拟及现场试验的手段，对强动压下巷道围岩变形控制技术进行了系统研究。研究结果表明：强烈动压影响下煤柱帮内部出现多组破碎带，煤体单轴抗压强度平均降低24.25%，锚索锚固力降低27.2%～42.7%，煤柱帮承载力大幅下降成为弱帮，弱帮压缩横移诱发强动压下巷道变形失稳。基于巷道变形失稳机制，进行了数值模拟分析，确定了合理护巷煤柱尺寸为10 m，提出了弱帮强支、性能匹配、高预应力水平均衡和相互补充的巷道控制对策，设计了钢棒与锚索联合支护方案，并进行了井下工业性试验。工程实践表明，合理巷道位置及新型支护方案能够有效控制巷道围岩变形，降低巷道断面收敛率33.7%，锚索、钢棒未出现破断，满足正常生产要求。     

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。     

采动影响下斜井围岩加固技术

针对采动影响下巷道围岩反复维修加固仍无法满足正常需要的现状,以高坑煤矿暗皮带斜井为工程背景,通过理论分析和现场实践的方法分析巷道破坏特点及破坏原因.结合支护原理及动压巷道底鼓控制原理,提出了暗斜井围岩的加固方案.数值模拟及现场实践结果表明,采用高强度的锚网喷索联合支护方式后,暗斜井在受到上方工作面采动影响的情况下巷道两帮及顶底板移近量在一段时间内趋于稳定,巷道的变形得到了有效控制.     

动压巷道水力压裂切顶卸压技术研究与应用

针对晋城矿区动压巷道多、服务周期长、服务期间受多次强烈采动影响等特点带来的围岩控制难题,以王坡煤矿典型动压巷道为工程背景,通过现场地应力与围岩强度实测,分析了复用巷道围岩变形破坏的原因,通过分析诱发巷道围岩变形的主要力源,揭示了水力压裂切顶卸压维护复用巷道围岩稳定的作用机理。利用理论计算确定了合理压裂层位高度及相关参数,制定了水力压裂卸压技术方案,并成功应用于井下试验。现场应用效果表明,水力压裂卸压技术有效缩短了工作面悬顶、降低周期来压步距,同时减小来压时动压系数;显著降低了支架所受顶板压力。压裂段巷道顶板移近量减少了55.7%,采动影响范围明显减小,水力压裂能够极大减小复用巷道围岩的收敛量与收敛速度的同时在远场上形成了应力缓冲区,缓解了复用巷道的高应力状态,起到了良好的卸压效果,维护了巷道围岩的相对稳定。     

沿空留巷巷道围岩变形破坏特征分析与影响因素研究

为了解沿空留巷巷道围岩的主要变形破坏特征与变形破坏的影响因素,通过采用理论研究与数值模拟以及现场实测相结合的方式,研究了沿空动压巷道围岩结构的主要分类,指出了沿空动压巷道围岩变形破坏的主要特征与影响围岩变形破坏的主要影响因素,以供采动影响下的沿空动压巷道更科学,更合理的控制围岩参考。     

复合顶板动压巷道变形破坏机理与锚杆支护技术

薛虎沟煤矿为解决复合顶板巷道围岩控制和支护困难,通过理论分析、数值模拟并结合工程实践,对复合顶板巷道变形破坏机理及相应的锚杆支护技术进行了分析及应用。结果表明复合顶板动压巷道围岩变形破坏主要是锚杆支护的主动支护作用效果差,特别是复合顶板岩层节理裂隙发育程度高,会使巷道顶板的稳定性大幅降低;结合矿井实际地质条件,采用锚杆、锚索联合支护技术,提升了锚杆、锚索的预紧力,增强了联合支护的支护强度,提高了联合支护的主动支护效应,可有效控制复合顶板动压巷道围岩的变形破坏。     

弱胶结围岩动压影响巷道预应力钢棒支护技术研究

文中针对王坡煤矿弱胶结顶板围岩及临空多巷布置动压影响巷道的支护难题,采用现场调研、理论分析、数值模拟和井下试验的方法,分析了多次动压影响下巷道围岩的变形破坏特征,提出了巷道支护机理,据此开发了预应力钢棒支护技术并进行了井下试验。研究表明,临空巷道在掘进前已经受到采空区的影响而发生了应力变化及变形,巷道掘进后及相邻巷道掘进影响导致巷道周边塑性区连通导致围岩破坏;通过高预应力钢棒及锚索支护将弱胶结岩层加固为一个整体,抑制围岩的层间错动和裂隙发育,进而保证巷道的完整性和整体承载能力,现场试验表明,巷道变形最大为180mm,能够满足巷道的正常使用。     

双主动超前爆破预制顶板裂隙断顶卸压护巷技术

针对软岩巷道受采动应力长时间高压影响易发生围岩大变形的问题,以风水沟煤矿典型软岩矿井胶带巷为工程背景,采用现场调研、围岩应力及变形监测、数值模拟等手段,分析了软岩动压巷道围岩变形机制.从巷道顶板深部阻断应力传递路径、浅部高强支护角度出发,提出了软岩高应力巷道双主动超前断顶卸压+U型钢支架配合锚索高强支护协同控制技术.在...     

软弱底板动压影响巷道支护技术

淄博矿区某矿3#煤层的回采巷道就是典型软弱底板动压影响巷道,巷道变形以强烈底鼓和帮脚内移为主,针对此类巷道特点,结合现代围岩控制理论对软弱底板动压影响巷道变形破坏原因进行分析,提出能够有效控制围岩变形的支护技术方案;通过现场试验,该方案能够有效控制围岩变形。     

软弱底板动压影响巷道支护技术

淄博矿区某矿3#煤层的回采巷道就是典型软弱底板动压影响巷道,巷道变形以强烈底鼓和帮脚内移为主,针对此类巷道特点,结合现代围岩控制理论对软弱底板动压影响巷道变形破坏原因进行分析,提出能够有效控制围岩变形的支护技术方案;通过现场试验,该方案能够有效控制围岩变形。