孤岛综放面窄煤柱沿空掘巷围岩控制技术研究

针对马兰矿18506孤岛工作面赋存情况,综合采用理论分析、数值模拟、工程实践等手段,分析确定了沿空掘巷留设煤柱尺寸为8 m,提出帮顶锚杆支护、顶板锚索加固、煤柱锚索梁加固和局部顶板破碎地段注浆加固联合支护方式,并优化设计了巷道支护参数。现场实践表明,18506工作面沿空巷道位移变化量小,巷道顶底板移近量为378. 4 mm,两帮移近量为279. 6 mm,巷道变形程度低,完全满足生产安全要求。     

动压下综放沿空掘巷底鼓控制技术

为研究动压下综放沿空掘巷底鼓机理及控制技术,以余吾煤业S1202工作面为研究对象,通过对底板受力情况进行分析,得出巷道底板岩层塑性区发展深度公式;然后分析了动压巷道底板变形破坏特征,研究表明巷道底板岩层呈非对称性变形,由此提出合理的底鼓控制技术。     

孤岛工作面沿空掘巷小煤柱留设及围岩控制技术研究

为了充分提高煤炭资源回收率,保证沿空留巷围岩稳定性。文章以2106孤岛工作面沿空掘巷小煤柱护巷及围岩控制为背景,采用FLAC数值模拟、现场实测等方法,确定了2106工作面轨道巷留设8 m小煤柱护巷技术,并针对开采技术条件提出了合理的支护方案,经现场实测,采用8 m小煤柱以及与之相适应的支护方案后,巷道围岩变形量控制在较小范围,支护系统能充分发挥作用,完全能够保障巷道的整体稳定性。     

孤岛工作面沿空掘巷合理煤柱宽度研究

以东峰煤矿3112孤岛工作面回采巷道沿空掘巷工程为背景,通过理论计算得到煤柱宽度为8.28 m,采用UDEC数值模拟确定3112工作面沿空留巷护巷煤柱合理留设宽度为9 m,工业试验取得了良好的应用效果。     

孤岛综放面沿空掘巷窄煤柱合理宽度确定

为解决孤岛综放工作面沿空掘巷小煤柱宽度确定的难题,以鲍店煤矿103上05(2)孤岛工作面地质情况为工程背景,首先通过力学模型对孤岛综放工作面的沿空掘巷煤柱宽度进行分析计算,确定煤柱宽度应大于2.22 m。然后运用数值模拟研究了不同煤柱宽度下的巷道变形规律,最终确定煤柱宽度为4 m。     

孤岛工作面沿空掘巷窄煤柱合理宽度确定

为了分析孤岛工作面窄煤柱合理宽度,结合某矿2102孤岛工作面工程实例,引入尖点突变模型,理论分析了煤柱合理宽度范围。建立FLAC^3D数值模型,模拟不同煤柱宽度时垂直应力分布状态及巷道围岩塑性区分布。理论计算结果表明：根据尖点突变模型,煤柱极限宽度需大于7.5 m。数值模拟结果表明：当煤柱宽度为6～8 m时,巷道处于低应力环境;当煤柱宽度大于8 m时,在煤柱内部开始出现集中应力,并且随着煤柱宽度增加,集中应力程度越明显。根据理论分析及数值模拟结果,最终确定2102孤岛面沿空掘巷窄煤柱宽度为8 m。现场布置矿压测站监测巷道表面位移及顶板离层量,巷道表面无明显变形,底鼓量最大280 mm,两帮位移量在130 mm以内,顶板下沉量在50 mm以内。顶板离层量较小,浅部离层量在5 mm以内,深部离层量在3 mm以内,能够保证工作面安全回采。     

孤岛工作面沿空掘巷围岩控制技术

为了解决新桥煤矿孤岛工作面沿空掘巷的支护难题,以孤岛工作面支承压力分布和回采巷道围岩变形规律的理论为基础,采用煤岩体内塑性区极限平衡理论,导出煤柱宽度的理论计算公式,结合实际地质条件,确定了合理的煤柱宽度为4.5 m。设计合理的支护参数以锚网索为基本支护,沿空帮采用预应力桁架支护技术,不仅控制了煤柱整体位移,而且进一步限制煤柱松散破碎变形,保障了工作面的安全回采。     

孤岛工作面沿空掘巷围岩控制技术

为了解决新桥煤矿孤岛工作面沿空掘巷的支护难题,以孤岛工作面支承压力分布和回采巷道围岩变形规律的理论为基础,采用煤岩体内塑性区极限平衡理论,导出煤柱宽度的理论计算公式,结合实际地质条件,确定了合理的煤柱宽度为4.5 m。设计合理的支护参数以锚网索为基本支护,沿空帮采用预应力桁架支护技术,不仅控制了煤柱整体位移,而且进一步限制煤柱松散破碎变形,保障了工作面的安全回采。     

窄小煤柱沿空掘巷围岩控制技术研究

针对巴彦高勒煤矿,采用理论分析、数值模拟等综合方法对沿空掘巷小煤柱的物理力学特性、破坏模式、受动压影响的覆岩运动规律和支承压力分布规律等进行研究,确定煤柱最佳尺寸,对沿空掘巷合理煤柱尺寸提供理论依据。研究结果表明随着煤柱宽度的不断增加,煤柱集中应力峰值先增大后降低,宽度为10 m时煤柱所受应力峰值最大。随煤柱宽度的增加,煤柱承载能力提高,而巷帮实体煤所受的应力逐渐转移到煤柱。巷道实体煤内应力峰值小于煤柱内的应力峰值,此时煤柱起主要的承载作用。     

三软煤层复采沿空巷道底鼓机理及支护技术

为解决新庄煤矿三软煤层复采煤柱时沿空巷道底鼓问题,对现工字钢梯形棚式支护下的巷道顶底板移动变形及支架受力情况进行了观测.根据巷道变形实际情况,分析了该沿空巷道围岩应力分布特点、底鼓类型、影响因素,预测了底鼓量及构成,以此对底板加固采取了锚网支护技术,现场应用试验表明该巷道支护技术取得较好的效果.     

倾斜煤层软岩巷道底鼓机理分析及控制技术

 以清水营煤矿110202工作面辅助运输巷为研究对象,分析倾斜煤层巷道底鼓的主要因素,并根据巷道外接圆理论和郎肯土压力理论,建立倾斜煤层巷道底鼓力学模型,推导出倾斜巷道底板围岩压力公式,得出倾斜巷道底鼓力学机制：巷道顶板和两帮松动岩体的垂直应力向底板传递产生水平挤压应力,在底板形成主被动塑性区,被动塑性区内的底板围岩压力大于围岩强度时,底板破坏并向巷道临空区移动,形成底鼓。提出倾斜煤层巷道底鼓控制的“顶板—两帮—底板”系统结构支护方式,并运用到清水营煤矿110202工作面辅助运输巷,数值模拟结果显示：该方法能够有效的控制倾斜煤层巷道底鼓的发生。     

深部软岩煤巷底鼓控制技术

为解决胡家河煤矿井底水仓底鼓变形严重的问题,通过室内物理相似材料模拟试验,得出了围岩应力高、底板岩性差以及底板未采取支护是导致巷道底鼓严重的因素。基于塑性圈理论及提高底板强度和整体支护结构体稳定性角度出发,采用锚网喷砌碹＋反底拱＋底锚杆＋钢筋网综合支护技术控制巷道底鼓变形。巷道表面位移观测结果表明：采用该综合支护技术后,巷道两帮累计移近量不超过10 mm,顶底累计移近量不超过12 mm,有效地解决了井底水仓的底鼓问题     

下伏开采软岩巷道底鼓机理与控制技术

综合运用现场实测、数值模拟与工程实践等手段,分析了磴槽煤矿下伏煤层开采软岩巷道围岩的变形破坏特点,揭示了下伏开采软岩巷道底鼓机理：下伏煤层采动使巷道底板成为碎裂结构,并致使巷道两帮产生收敛变形挤压底板;破碎的巷道底板在地应力和集中应力共同作用下向巷道内移动,形成底鼓。提出了由预留变形量、初次高性能锚网喷支护、锚注二次加固、底角高性能锚固与注浆加固组成的底鼓控制技术。工程应用效果表明,所提出的底鼓控制技术有效地控制了巷道底鼓,保证了巷道围岩和支护结构的稳定,可为其他下伏开采软岩巷道的支护设计与底鼓控制提供理论依据和实践参考。     

回采巷道采动期间底鼓治理方法

为解决采动期间回采巷道底鼓治理难题,在受动压影响的回采巷道底板上由纵向槽钢梁、横向槽钢梁构成的支柱底梁结构,并安装单体液压支柱,将顶板的压力通过单体液压支柱传递到底板,同时利用单体液压支柱本身所具有的高支护阻力,以达到控制底鼓的目的。该方法支护强度高、操作简便、对生产影响很小,是一种有效的采动期间巷道底鼓治理方法。     

五阳矿厚煤层巷道底鼓机制及控制研究

针对五阳矿76#-2厚煤层专用回风巷道底板经常发生大变形破坏,通过研究厚煤层巷道底鼓机制及控制原理,提出对厚煤层巷道底板进行中、深部加固的治理思想控制底鼓.采用FLAC3D模拟了不同支护方法对底板的作用,研究表明:底板无支护,底板变形量为1.3～1.6 m,在采动应力扰动下,底板破坏范围将逐渐增大;采用锚网浆支护,底板塑性破坏区相应减少,但受到应力扰动的影响,底鼓量为0.7～1.0 m,仍不能满足生产需要;采用高强度锚索束分区注浆及混凝土条块耦合支护(锚混凝土浆支护),底板围岩塑性区明显缩小,底鼓量仅为0.24～0.38 m,达到控制底板变形的要求.通过对锚混凝土浆支护方法进行工程试验,结果表明:巷道两帮收缩量226 mm,底鼓量283 mm,分别减少了56.5％,83.4％,有效控制了厚煤层巷道底板的较大变形.     

煤矿深部巷道底臌发生机理及防治对策研究

在假定底板围岩为服从Coulomb屈服条件的理想刚塑性材料的基础上, 对剪切型底臌发生机理进行了分析, 认为剪切型底臌发生时存在一个临界剪切滑移面, 且此滑移面上围岩将达到抗剪强度极限值。根据剪切型底臌底板围岩受力特点将滑移面上底板围岩分为主动区、被动区、过渡区, 建立了底臌的计算力学模型及分析简图, 通过引用等效传递荷载方法推导了巷道底板塑性区发展深度的解析计算式, 然后以某巷道为研究对象, 经解析计算与数值仿真分析的对比研究, 发现两者结果具有一定拟合性, 验证了解析计算方法的有效性, 由此提出了顶板控制和增强滑移面剪切强度的巷道底臌控制方法。以淮南矿业集团新庄孜煤矿66210风巷为工程背景, 对底板底臌发生机理及塑性区发展深度解析计算式进行了分析, 提出了补打底角、帮脚锚杆、施加顶板锚索、底板注浆等具体的底臌防治措施, 工程监测结果显示上述支护措施取得了较好的经济技术效果, 为剪切型底臌的治理提供了借鉴指导意义。     

高应力区回采巷道底鼓治理技术初探

以长平煤矿5302综采工作面回采巷道为工程实例,该巷道初期底鼓变形严重;通过对工作面两巷高应力区的力学特征分析,认为围岩特性、应力作用、支护方式等是造成巷道底鼓的主要影响因素;拟通过改进支护参数、增加支护强度控制底鼓;经过实践验证,底鼓量降低2.5倍左右,控制效果较好。     

预置矸石充填带置换小煤柱的无煤柱开采技术

为实现无煤柱开采,通过在上区段运输巷掘出后,在靠近下区段轨道巷的煤壁侧沿运输巷预置矸石充填带,待上工作面回采结束围岩稳定后,下区段轨道巷掘进时,紧沿预置的矸石充填带进行掘进,不再留设区段煤柱,用矸石充填带把上下2个区段之间应留设的煤柱置换出来,从而实现无煤柱开采。针对高庄煤矿3上507工作面地质条件,建立了预置矸石充填带沿空掘巷的围岩结构力学模型,对充填带的稳定性进行了非线性数值计算分析。根据矸石充填带稳定性的要求,确定现场充填带强度等级为C20,带宽为1 600 mm,高为4 000 mm,预留约1 100 mm厚顶煤,充填带与顶煤间留有100 mm间隙。工程实施效果验证了方案的合理性,取得了良好的经济与社会效益。     

厚煤层综放工作面高强度开采底鼓防治技术

为提高厚煤层综放工作面开采效率,运用相似模拟、数值分析和现场监测等手段,分析综放高强度开采工作面所面临的矿压显现明显、巷道底鼓严重等机理,针对其上覆岩层顶板破坏特征及煤岩层活动规律,对矿压显现特征、巷道底鼓变形特点等进行研究,结果表明:两侧采动影响下回采巷道底板岩层存在零位移等值线和零应变等值线,并确定了底板零位移点、零应变点最大深度分别为1.9、3.4 m。由此提出综放高强度开采巷道底鼓控制关键技术,,即:首先通过对穿锚索、补打高强让压锚杆等措施加强两帮支护,其次采用长2.4 m的水力膨胀锚杆将锚杆锚固端深入底板拉应变压缩区,通过锚杆的主动锚固力与锚固端围岩向下压缩施加给锚杆的附加锚固力,增大底板岩层抗弯刚度限制底鼓,同时将底板底角处锚杆布置为45°倾角,限制该范围内高剪切应力作用。