软岩巷道围岩变形原因分析及支护对策

针对长平矿井Ⅲ2309工作面回风巷道在工作面回采期间顶底板及两帮变形严重的问题,通过井下现场调研和观测巷道的支护形式、围岩变形以及锚杆锚索破断情况,对巷道变形原因进行分析,结合巷道围岩特点,提出合理的支护建议及支护方案,并观测补强支护后围岩变形量,得出应超前工作面100m以上及时进行补强支护,且支护构件的强度要与锚索相匹配。     

布尔台矿回采巷道围岩破坏及支护研究

以数值模拟为研究手段,针对采动巷道围岩破坏规律进行分析,获得巷道围岩塑性区及主应力差值分布特征。结果表明:采动造成巷道围岩所受主应力大小和角度共同发生改变,以致于产生巷道非对称变形。为保证二次回采期间巷道服务正常进行,对其进行补强支护分析,补强支护方案较为合理。     

基于流变模型的软岩巷道补强支护计算及数值模拟

针对渭北矿区软岩巷道后期持续不断的变形问题,提出U型钢支架补强支护方案,采用理论计算和数值模拟的方法对补强支护强度参数及支护效果进行研究。首先对该巷道主要围岩岩层进行了物理力学参数的测试,初步得知该巷道围岩属于膨胀性低强度软岩,具有很强的流变特性。巷道在初次支护后其后期变形主要为流变变形,以此为补强支护对象,进行基于流变模型的补强支护强度计算。最后采用FLAC3D数值模拟软件对补强支护效果进行分析,证明了该补强支护方案的合理性及有效性。     

深井穿煤层群石门修复支护技术

针对淮南矿业集团谢一矿深井主要穿煤层群石门巷道变形破坏的特征,在分析巷道破坏原因和锚注支护机理的基础上,提出了控制深部巷道变形的有效措施,即选择合理的复合支护形式,控制围岩流变,改善围岩力学性质,充分发挥围岩自身承载能力。通过现场围岩变形监测表明,复合支护补强加固效果明显,为类似条件巷道的修复与施工提供了有益的借鉴。     

采动影响下松软围岩巷道补强支护机理及控制技术研究

为解决5-202工作面回采期间运输巷围岩变形量大的问题,通过对采动影响的补强支护机理进行具体分析,结合运输巷在原有支护方式下巷道围岩的变形情况,提出桁架锚索+单体锚索+单体支柱的补强支护方案,并在方案使用过程中进行矿压监测。监测结果表明:补强方案实施后,巷道围岩变形量得到了有效控制,保证了巷道的正常使用。     

高应力软弱岩层巷道施工技术实践

结合巷道赋存层位,在分析松软破碎围岩变形破坏特征的基础上,通过采取高强二次补强支护、优化施工顺序、合理选择巷道层位等措施,有效解决了巷道围岩变形问题,该项目的实施,可为类似条件下巷道施工提供一定参考。     

复杂条件下回采巷道锚网索支护参数优化研究

针对单侯矿动压巷道应力叠加影响的复杂情况,在现场调研的基础上,分析了单侯矿现有支护存在的问题,研究了采动影响下回采巷道围岩变形特点。采用锚网支护加固原理及锚索支护补强原理,对现有支护参数进行了系统优化,提出了该矿锚网索支护设计方案。通过现场实测表明,采用新的支护方案后,巷道围岩变形显著减小,巷道断面的强烈变形得到有效控制。     

沿空留巷巷旁充填体宽度与支护技术研究

为解决沿空留巷围岩易产生破坏变形问题,以神东煤炭集团锦界煤矿31115综采工作面沿空留巷为研究对象,对沿空留巷的设计、支护展开研究。研究结果表明:沿空留巷巷道围岩受采空区引起的不均匀载荷影响,处于不稳定的高应力状态下,会持续发生变形乃至破坏。针对沿空留巷巷道围岩易发生破坏变形的机理,确定巷旁充填体合理的宽高比及巷道补强支护参数。     

大埋深梯形巷道围岩应力分布规律及支护优化

梯形巷道围岩的应力分布呈现非对称分布的特征,容易发生应力集中,引发巷道失稳破坏。以陈蛮庄煤矿3410工作面为背景,针对巷道变形量较大且破坏严重的情况,运用巷道围岩松动圈理论,分析了梯形巷道顶板应力分布特征,推导并计算了围岩塑性区最大半径,进而对现有回采巷道支护方式进行力学分析,验算当前支护下的支护强度。运用FLAC3D数值模拟研究揭示了当前支护条件下的围岩应力分布及变形规律,面对巷道底板底鼓、顶板蠕变、高帮局部滑移现象,基于原有支护提出补强支护的方案：在高帮中部偏上位置布置一根锚索,原有支护的锚索向下移动1 600 mm;在低帮增加锚索补强支护,且原有的锚杆、锚索更换为高强锚杆锚索,提高巷道围岩的承载能力。通过数值模拟验证了优化后的支护布置对围岩的控制效果显著,能够满足生产需要,有效控制了巷道围岩的变形与破坏。     

应力集中区巷道修复技术

2118轨道埋深600~700m,经过多次修护,导致围岩松动范围扩大,巷道变形严重。通过对巷道围岩注浆加固,锚索补强等手段提高了巷道围岩支护强度,保证巷道支护稳定。     

大采高大断面回采巷道区段煤柱宽度的优化研究

针对王庄煤矿大采高工作面两巷掘进支护和回采期煤体破碎严重、围岩变形量大、巷道维护困难的情况,综合采用数值模拟和工程实践分析的方法,结合6110工作面地质条件,系统地分析了不同宽度区段煤柱下巷道围岩的应力演化及变形规律,得出了区段煤柱合理宽度为6 m。在此基础上提出了"高强度预应力锚杆配合金属菱形网和双筋梯子梁基本支护、小孔径预应力锚索补强支护、单体液压支柱配合金属铰接顶梁加强支护"的巷道围岩控制技术。实践表明,试验巷道断面完全可以满足回采期间的通风行人要求,巷道维护状况良好,经济社会效益显著。     

综放工作面沿空巷道围岩破断机理及支护技术研究

针对综放工作面沿空巷道超前段变形严重、支护困难的问题，理论分析了综放沿空巷道上覆岩层断裂结构模式，结合段王煤矿090510工作面的地质条件，确定了沿空轨道巷合理的掘巷位置|采用数值模拟对090510轨道巷在采动作用下的塑性区分布以及应力分布情况进行了分析，得到了轨道巷在回采过程中超前段的主要破坏特征，并探讨了巷道围岩变形机理|提出利用补强机理，采用补打锚索结合超前液压支架对超前段加强巷内支护的方案。现场实践表明：超前段围岩变形较小，有利于实现高产高效且保障了工作面安全生产，为综放工作面超前支护技术提供了示范和参考。     

断层破碎带走向方向大断面巷道支护实践

以塔山煤矿8301工作面为研究案例,基于该巷道特殊地质条件下巷道围岩特征,采用FLAC;数值模拟软件揭示了围岩受力状态及变形破坏规律,针对性制定了断层破碎带超前预注浆加固、"三高"支护强化、不对称补强加固的综合支护方案。矿压观测数据表明:8301工作面围岩变形量较小,巷道围岩稳定,支护方案可靠有效。     

华恒矿业双大巷跨采技术及巷道加固支护效果分析

针对华恒矿业有限公司矿井开采后期，常常存在跨采大巷情况，以61103外段工作面跨采-650 m水平西翼大巷和西翼总回风巷为例，分析了工作面超前支承压力在底板岩层传播规律，结合双大巷地质资料，提出了高强度锚索（锚杆）梁、压网联合支护、架设U形棚和工字钢棚支护的加固方案。通过巷道围岩变形监测结果，巷道加固增加了顶板支护强度，使巷道受力支撑点作用在两帮上，造成巷道两帮出现位移，且巷道围岩集中应力传播到巷道底板，出现底鼓现象，巷道加固支护方式、支护参数合理。     

高地应力切顶留巷围岩快速控制技术研究

为解决深部高应力区切顶留巷围岩破碎、初期支护手段无法有效控制围岩的难题,以陈四楼煤矿十七采区21702工作面为实际工程背景开展切顶留巷围岩控制技术研究。根据工作面地质条件,分析切顶留巷的变形机理,设计切顶爆破参数及初期巷道的支护方案。针对工作面推进过程中,巷道变形大,围岩破碎等情况,设计切顶留巷补强支护方案:采用一种新型速凝、早强的无机双液注浆材料对切顶留巷破碎围岩注浆加固,快速有效地控制巷道变形;同时设计柔性挡矸自成墙体的巷帮挡矸措施,实现主、被动结合的切顶留巷补强支护方式。结果表明:在陈四楼煤矿21702工作面切顶留巷采取巷道补强技术,留巷巷道在二次采动应力作用下,顶板下沉量最大为147mm,两帮位移量最大为335mm,底板底鼓量最大为402mm,留巷围岩得到有效控制。     

弱胶结富水顶板留巷围岩变形特征与控制技术

为解决弱胶结富水顶板双巷布置工作面留巷支护难题,以色连二矿12309辅助运输巷为工程背景,开展了弱胶结富水顶板锚杆及锚索锚固性能试验,提出了以提高锚索锚固力为基础的分步支护与加固技术。通过巷道变形观测,分析了留巷围岩的变形特征。结果表明,留巷受本工作面采动影响主要为滞后影响,其中围岩变形剧烈影响区为工作面采后 0～300 m 区段,当留巷受下一个工作面采动影响时,其影响范围及影响程度较上一个工作面大幅降低,说明以提高锚索锚固力为基础的分步支护与加固技术是比较适合弱胶结富水顶板留巷的支护方式。     

顶煤破坏区采动影响下巷道变形机理与控制技术

为解决顶煤破坏区下破碎围岩巷道变形大、破坏严重的难题，以韩咀矿32103工作面辅运巷为研究对象，采用现场实测及理论分析相结合的方法对巷道围岩应力分布及变形机理进行研究。结果表明：32103辅运巷道顶板存在的顶煤破坏区呈非连续分布，32103辅运巷道围岩应力环境调整及顶煤遗留煤柱与区段煤柱有效承载宽度减小是导致巷道矿压显现明显的主要原因。基于上述探测及理论分析结果，提出以“深浅孔注浆+锚网索”联合支护为主的巷道围岩控制技术及以“架棚+底板卸压”为主的加固技术。现场应用结果表明：采用新支护方案后，32103辅运巷道围岩最大顶底板移近量为70mm，最大两帮收敛量为48mm，支护锚杆未出现破断现象，且锚杆受力与围岩变形均在合理区间，巷道支护效果良好。     

深部岩巷非对称性变形原因与补强支护技术

针对深部岩巷掘进支护后表现出的非对称变形破坏的现象,采用力学理论分析结合计算机数值模拟的方法对其变形破坏的原因及支护控制进行研究分析。结果表明,巷道周边围岩一侧肩角及对应的底角出现不同程度的应力集中,且这些应力集中点围岩发生塑性变形,是产生非对称变形破坏的关键部位;周边工作面回采后,侧向支承应力拱垂直于覆岩形成应力扰动,造成巷道非对称受力,与模拟结果相同。基于上述研究,提出了"关键变形部位补偿加强支护"的控制对策。工程应用结果表明,采用非对称加强支护形式,可以有效控制巷道非对称变形,巷道围岩稳定性大大提高。     

采动巷道围岩非均匀变形特征及稳定性控制技术研究

受到原岩应力与采动应力叠加影响的巷道会产生非均匀变形,甚至发现顶板事故,采动巷道围岩稳定性控制是实现矿井安全高效开采的关键。针对长岭一号煤矿152106工作面轨道巷受到采动影响变形严重的问题,采用现场监测、数值模拟等研究方法,分析了采动巷道围岩变形特征及塑性区演化规律。结果表明：在采动影响下,巷道围岩变形呈非均匀特征,工作面前方巷道围岩变形量小于工作面后方,巷道煤柱侧变形量大于煤壁侧,顶板出现离层并且靠近煤柱侧底鼓量更大,局部可达400mm|工作面前方最大主应力、主应力比值、塑性区范围均小于工作面后方,塑性区呈椭圆形分布,巷道围岩位移量与塑性区范围具有一致性。据此提出了补强支护方案,即顶板补打锚索、煤柱对穿锚索及打设单体液压支柱,现场试验结果表明轨道巷煤柱帮变形减少了65%,巷道底鼓量260mm,工程应用效果较好。     

掘进巷道快速过采空区的围岩控制技术研究

根据山西四明山煤矿掘进巷道过已采工作面采空区的条件,将掘进巷道过采空区分为三个阶段,依据不同阶段的巷道围岩变形特点,提出锚杆-锚索-金属网-钢带-金属钢支架联合支护方法,并提出巷道围岩喷浆和工作面超前注浆加固的方法,使掘进巷道安全快速地通过采空区,对其他类似的整合矿井煤层巷道施工具有一定参考性。