沿空掘巷围岩控制的时效特征

针对掘巷滞后时间、沿空掘巷围岩经历掘巷和回采两次扰动的影响,采用理论分析、数值模拟和工程实践研究了沿空掘巷的开挖巷道和回采过程窄煤柱对围岩的控制作用.研究结果表明开挖巷道最佳时间和煤柱宽度的选择是沿空掘巷在掘进和回采期间控制围岩稳定的关键.沿空掘巷实体煤帮加固,延缓围岩小结构的失稳破坏;合理选择加固煤柱的支护结构对提高煤柱承载能力和维护其稳定至关重要.工程实践证明沿空巷道在掘巷和回采过程中围岩变形明显不同,两帮加强支护能有效地控制沿空掘巷的围岩稳定.     

小煤柱沿空掘巷围岩变形控制机理研究

针对沿空掘巷围岩的力学环境和支护特点,在分析巷道上覆岩层结构和巷道围岩结构稳定性的基础上,建立影响巷道围岩稳定性的各因素间相互关系的沿空掘巷围岩结构力学模型,通过对方程求解和规律分析,揭示了综放沿空掘巷围岩变形控制机理.研究结果表明,在小煤柱两侧分阶段注浆加固,形成由小煤柱、顶煤、顶板构成的超静定悬臂梁结构,可以促使顶板断裂线的位置从实体煤侧向邻近工作面的采空区侧移动,减小煤柱载荷,从而达到减小巷道变形、增强巷道围岩稳定性的目的;加固后的煤柱强度为原来的4倍时最佳.加固参数应用于实践,工业性试验效果显著,巷道围岩变形得到明显控制.     

沿空掘巷围岩控制技术的发展与展望

沿空掘巷是无煤柱护巷的主要形式,在国内已得到广泛应用。但随着采深增加,沿空掘巷仍面临着围岩难以支护的技术难题。介绍了沿空掘巷发展历程,并剖析了沿空掘巷围岩稳定性控制理论,主要包括:上覆岩层活动规律、窄煤柱的稳定性、沿空掘巷顶帮强化控制技术、底鼓控制技术和注浆加固技术,总结了当前沿空掘巷围岩控制理论研究和支护技术方面存在的问题,给出了采用更为先进的研究方法和手段、多手段高强度联合支护、直接加固沿空掘巷底板、构建闭式承载结构等沿空掘巷围岩控制技术的未来发展方向和前景。     

注浆技术在沿空巷道围岩支护中的应用

留小煤柱沿空掘巷是一种能够大幅减少区段煤柱宽度的地下开采技术,对提高采出率和延长矿井寿命意义重大,但易造成巷道围岩变形破坏。通过向小煤柱帮注浆,有利于小煤柱稳定和沿空巷道维护,提高沿空巷道及小煤柱稳定性。为了验证注浆加固技术对煤柱结构及其承载性能的影响,本文以阳泉煤业集团8407综放工作面回风巷道煤柱帮为背景,通过相似材料模拟实验和工程实践相结合的研究方法,验证了对护巷煤柱实施注浆加固的措施能够增强煤柱的承载和切顶能力,使关键岩石块体的断裂线靠近上区段采空侧,减小采空侧悬顶长度和煤柱应力集中,得出:沿空巷道受工作面采动影响时,侧向支撑压力峰值出现在煤柱帮3.5~4.5 m位置,起主要承载作用的是煤柱内部的弹性核区,注浆加固从本质上改变了煤柱的外部力学环境,确保了沿空巷道及其围岩的稳定。     

沿空掘巷注浆加固技术在平煤十一矿的应用

为了保证深部留窄煤柱沿空掘进巷道的安全生产,研究深井沿空掘巷围岩失稳特性,动态监测围岩变形全过程,采用间歇注浆加固技术和注浆管长短结合,解决了巷道窄煤柱帮收敛变形严重问题,改善了窄煤柱煤岩松散破碎结构,确保了矿井安全生产。     

厚煤层窄煤柱沿空掘巷围岩稳定性控制技术研究

针对厚煤层窄煤柱沿空掘巷围岩稳定性控制问题,以成庄矿53151巷为背景,通过数值模拟分析不同煤柱宽度塑性区的分布,确定了合理的窄煤柱留设宽度为6 m,并提出了锚杆支护、注浆加固和辅助支护相结合的围岩协同控制技术。现场试验表明,留设6 m窄煤柱沿空掘巷,巷道围岩变形可控,支护体受力稳定,巷道能够安全使用。     

沿空掘巷窄煤柱尺寸及采掘加固方案研究

在对综放沿空掘巷围岩变形和窄煤柱受力状况进行研究的基础上,提出了窄煤柱宽度尺寸的确定原则和计算方法,并由此提出锚杆+锚索+注浆等沿空掘巷围岩联合加固方案,经实际应用,效果良好,在保证综放工作面生产安全前提下,提高了煤炭资源回采率,可为煤炭企业综放工作面沿空掘巷生产提供借鉴。     

孤岛综放工作面小煤柱沿空掘巷围岩控制技术研究

为提高同宝煤业15106孤岛工作面煤炭资源回收率,提出采用留小煤柱沿空掘巷技术施工辅运顺槽。通过理论计算和数值模拟分析确定了小煤柱宽度为8 m,并提出了“锚网索+煤柱侧锚索梁加固+破碎区段煤柱侧巷帮注浆加固”的联合支护方案。应用结果表明：煤柱帮和实体煤帮最大位移量分别为223.56 mm、68.36 mm,顶板最大下沉量为216.52 mm,底鼓量最大值为172.54 mm,沿空巷道围岩变形控制效果显著。此外,采用小煤柱沿空掘巷技术后,区段煤柱宽度由25 m缩小至8 m,可多回收煤柱资源约10.15万t,经济效益显著。     

上区段覆岩未稳定沿空掘巷围岩控制综合技术研究

为了实现上区段覆岩未稳定沿空掘巷围岩控制,基于沿空掘巷煤柱力学环境的影响因素分析,以顾北矿1342(1)孤岛面回风巷道为工程背景,提出了一种以预加固煤柱为基础的围岩综合控制技术。通过数值模拟及现场工程实践,研究了围岩综合控制技术的支护效果。结果表明:在上区段覆岩未稳定情况下,沿空掘巷采用以预加固煤柱为基础的围岩综合控制技术,不仅可以提高煤柱的承载能力,保持煤柱的稳定,而且巷道围岩变形量明显降低,支护效果明显改善。     

注浆技术在沿空掘巷围岩加固中的应用

针对沿空掘巷护巷煤柱两侧松散破碎区不起承载作用的现象,通过注浆加固的方法,将巷道侧煤柱松散破碎区的煤体加固,达到减小护巷煤柱宽度的目的。阳煤五矿8407工作面沿空掘巷煤柱宽为10 m,受煤柱两侧松散破碎区的影响,巷道变形量较大。在巷道侧煤柱松散破碎区内进行了注浆加固试验,通过注浆加固试验段巷道与未注浆加固段巷道变形量、围岩应力的观测对比可知:注浆加固试验段破碎区承载力明显大于未注浆加固段破碎区的承载力,巷道变形量明显小于未注浆加固段巷道变形量。