浅谈底板巷道维护

跨采是解放大巷或上、下山安全煤柱的有效方法,工作面跨越后,使巷道将处于卸压状态。以某矿3225大巷为例,总结了巷道围岩变形规律,提出了跨采底板巷道维修方法,考察了维修效果,具有一定借鉴意义。     

下覆煤层组开采大巷围岩稳定性控制技术

巷道受重复采动影响,围岩状况发生恶化,巷道围岩变形是一个动态的拉压交替的过程。为解决下覆煤层组开采过程中巷道围岩稳定性问题,分析了下覆岩活动规律和大巷围岩稳定性特征。基于动态控制过程原则,确定合理的加固技术与加固原则,并对加固后的大巷围岩的稳定性进行合理预测。泉沟煤矿-115大巷的相似材料模拟实验和现场工程实践表明,该技术可行,可以在类似条件的巷道中推广应用。     

综放面支承压力沿底板传递规律研究

综采放顶煤开采技术经过20多年的发展,以其高产高效、经济效益显著等优点,已成为我国厚煤层主要开采方法,综放开采四大难题(瓦斯、煤尘、自燃、回采率)已基本得到解决.但随着放顶煤开采范围扩大,也带来一些如采场周围巷道如何合理布置和留设等新问题,这些新问题与综放采场围岩压力分布规律有关.谢桥矿已回采结束的1121(3)和1141(3)工作面由于区段煤柱尺寸留设不合理,导致了处于底板斜下方的东二轨道大巷、皮带大巷及东一C组采区中部、下部车场破坏严重,特别是东二轨道大巷部分地段发生冒顶,冒落高度达3～4 m,影响了矿井东部采区的投产时间和整个矿井的采掘接替顺序.2001年,谢桥矿与安徽理工大学合作,开展了综放采场围岩压力分布规律的研究.通过分析研究,科学地确定了合理煤柱尺寸,工作面收作后采场周围巷道基本没有损坏,保证了矿井的正常生产.     

多重采动煤柱留巷累积损伤特征及围岩协同控制

采动应力影响下煤柱护巷呈现复杂的非稳定和非线性变形特征,煤体结构损伤导致支护系统失效现象频发。以寺河煤矿双侧开采扰动下盘区大巷留设问题为工程背景,数值模拟分析大巷从掘巷至双侧工作面回采全过程的围岩应力及变形破坏特征。结果表明双侧采空后大巷应力集中系数达3.55。基于巷道累积损伤破坏特征针对性提出"三主动"围岩协同控制方法,水力压裂主动切顶卸压,缩短侧向支承压力的作用时间,改变煤柱应力分配比例;注浆加固主动围岩改性,重塑煤岩体完整性,提升围岩承载能力;锚杆锚索主动高强支护,确保预应力向围岩深部传递,形成稳定的承载结构。井下工作面超前支护应力、围岩表面位移监测评价分析显示,协同方案有效控制了多重回采扰动下大巷围岩变形,确保了工作面安全高效开采。     

液压支架主要参数及其选型原则

本文依据采场支架一围岩共同作用原理,分析了采场矿山压力研究方法、顶底板条件、支件一围岩体系的影响因素及支架选型原则,从先进、安全、经济的角度提出回采工作面液压支架应具有的合理的初撑力和工作阻力。     

采用工作面超前注水法提高跨采底板巷道围岩稳定性

在蒋庄煤矿3下煤层710工作面实际跨采工程中,为降低上部工作面超前支承压力峰值对底板巷道的影响,提出工作面超前注水法。通过分散上部工作面开采形成的超前支承压力,降低支承压力峰值,避免过大的应力峰值集中传递到底板巷道围岩而导致底板巷道围岩失稳。结果表明,超前注水后,煤体强度降低23%,底板巷道的顶底板移近量最大160mm,超前影响距离为70m,达到预期效果。     

钱营孜煤矿首采面应力分布特征的数值模拟

为了分析综采工作面超前支承压力的分布特征,以及塑性区、围岩位移分布规律和采动影响下煤层底板的破坏规律,应用UDEC软件对钱营孜煤矿3212综采工作面进行了数值模拟对比分析.结果表明工作面推进190 m,前方支承压力基本维持不变,应力集中系数为2.4左右,超前影响范围为35 m左右,底板岩层破坏的程度和深度在几个开采周期中保持一致.这些结果与现场矿山压力观测结果基本吻合,为巷道超前支护、加强支护提供了理论与技术依据,也可以为相似条件下工作面的安全开采及支护提供借鉴.     

大同煤业股份有限公司燕子山矿8#层围岩及支护参数优化

大同煤业股份有限公司燕子山矿巷道顶板稳定性较好,北翼回风大巷、轨道大巷以及运输大巷顶板是石灰岩,底板是细砂岩,两帮全部为煤层。为了合理评价燕子山矿巷道顶板的稳定性,本项目计划采用现场调研、围岩物理力学性质试验分析、理论分析和数值模拟计算等综合研究方法,来进行燕子山矿巷道顶板稳定性分级,据此来优化燕子山矿巷道支护参数。巷道围岩分类及巷道支护参数优化项目研究工作,是通过北翼回风大巷8#煤围岩微观分析、力学性能试验、北翼回风大巷巷道支护参数的优化设计研究等工作。项目主要研究内容包括:巷道围岩物理力学参数测试与分析、巷道围岩顶板稳定性分级、巷道支护设计理论研究、巷道支护参数的优化设计。总之,本项目以矿山岩石力学、弹性力学等理论为指导,结合理论分析、现场调研、常规力学试验和数值模拟等方法,进行燕子山矿8#煤层巷道围岩稳定性分级及巷道支护参数优化设计。     

东滩矿底板巷道变形规律研究

本文通过对东滩煤矿8条底板巷道受跨采影响变形的实测分析和相似材料模拟实验研究,总结了底板巷道受采动影响的变形规律;分析影响底板巷道的变形的主要因素;提出围岩强度是影响底板巷道变形的最主要因素;研究表明,增加巷道与煤层的法线距离对减小巷道的变形量虽有一定的作用,但这种影响并不明显。本文着重强调:减轻巷道变形的关键在于确定合理的巷道位置及支护方式。     

炮采工作面支护顶板的要点

本文结合煤炭开采过程中,采场上覆岩层的运动规律及回采工作面支架与围岩的关系,分析了工作面支架受力的大小及规律,顶板采动后的变化情况并结合炮采工作面支护材料的具体特点,详细的论述了炮采工作面减少顶板下沉量和降低顶板破碎程度的两个重要因素——保证一定的支柱初撑力和及时支护的重要性。为合理的控制好炮采工作面顶板提供了合理的理论依据。     

基于光纤Bragg光栅的采动支承压力分布试验研究

为了研究采动支承压力的分布情况,采用光纤Bragg光栅(FBG)传感器对长壁采场模型试验进行了测试,在模型中埋设了9支FBG应变传感器,对比分析工作面推进时底板支承压力与上位FBG的测试结果。试验揭示了FBG测试结果与支承压力变化呈现镜面反射,在超前支承压力影响范围内支承压力与波长漂移呈线性关系。研究提出了支承压力FBG测试灵敏度参数,其表征了FBG传感器每变化1 pm时的支承压力变化;定量分析了围岩采动支承压力分布规律,得出了测线2三支FBG所在层位的支承压力大小与影响范围(K,L1,L2),同时建立了基于FBG的围岩采动支承压力的分布模型,用于描述采动围岩体中支承压力在不同层位和距离工作面不同距离时的分布规律。     

跨采巷道的变形破坏与控制关键

本文介绍了动压影响下底板破坏机理，以及不同位置的跨采巷道受工作面回采的应力分布特点，并简单概括了跨采巷道围岩稳定控制的关键。     

双巷布置工作面留巷围岩主应力演化规律及控制技术

为解决双巷布置工作面沿空留巷围岩稳定性控制技术难题,以园子沟煤矿1012001工作面辅助运输巷为研究对象,基于弹塑性力学理论公式求解确定围岩应力分布状态,进而采用FLAC~(3D)数值解算与现场监测综合研究手段,通过"一掘二采"三次扰动影响围岩变形破坏规律分析,结合一次、二次采动围岩最大、最小主应力及主应力差分布特征研究,揭示留巷围岩主应力演化规律,为留巷围岩稳定性控制提供理论支撑。研究结果表明:基于留巷围岩弹塑性变形状态解析,确定煤体破裂区、塑性区、弹性区和原岩应力区分布范围,即相对一次采动,二次采动煤柱煤体应力集中系数增加1.08,煤壁应力集中系数峰值增加1.47,塑性区范围增加2 m,揭示了多重采动影响下留巷围岩非对称破坏特征,基于此针对性提出锚网索喷补强支护对策,应用控制效果良好。研究成果可为类似条件下双巷布置工作面围岩稳定性控制提供参考。     

大埋深跨采巷道变形机理分析

巷道受采动影响时,应力重新分布,围岩处于卸压状态,导致巷道变形严重。针对这一现象,在华恒煤矿-1000m水平副暗斜井,利用现场实时在线监测数据和数值模拟计算,分析了跨采巷道随采煤工作面推进的变形破坏规律。监测数据表明,巷道变形包括顶板下沉、两帮移近和底鼓,其中底板变形破坏最严重。数值模拟分析得出,跨采后的巷道底板和右帮塑性区范围比跨采前有较大增长;在巷道顶底板处,围岩垂直应力处于卸压状态,水平应力出现应力集中现象。垂直应力的卸压和水平应力的横向作用是造成巷道底鼓的力学原因,底板没有采取支护措施是造成底鼓的直接原因。     

运用角位移对底板稳定性监控方法研究

工作面底板失稳是由于采动活动影响,由此而引起了一些突水性灾难事故.现有技术水平和理论尚难以准确预测.从理论上运用角位移方法监控工作面底板稳定性的原理和可行性,为现场监控工作做理论基础.结合淄矿集团埠村煤矿西区工作面突水实例,利用理论分析和数值模拟,对工作面底板的稳定性提出角位移临界值.     

极软厚煤层综采面超前支撑压力的分布规律

针对极软厚煤层围岩控制问题,以河南神火集团梁北矿11151工作面煤层赋存条件为依据.采用Flac 5.0数值计算软件模拟分析了煤层采高和煤体强度对工作面超前支撑压力和围岩变形的影响规律,现场实测了梁北矿11151极软厚煤层大采高工作面超前支撑压力的分布规律,实测与数值计算结果相吻合.研究表明:在极软厚煤层大采高开采条件下,工作面围岩变形严重,煤壁破裂区和塑性区显著增大,影响范围和应力值增大,在工作面安全生产过程中应加强对煤壁片帮的控制,加大工作面超前支护范围.     

综放面近距离跨采下山分区加固技术

底板巷道围岩加固是近距离跨采应研究的一个关键技术。文中针对龙固煤矿7201工作面赋存特点,根据跨采采动应力对下山影响范围,提出了对跨采下山以小孔径锚索进行"分区加固"的方案。采用非线性数值分析软件UDEC,系统地分析了跨采下山围岩变形机理及支护物应力、应变变化特征。对加固区域巷道围岩收敛进行的观测表明,当工作面与下山垂距为10 m时是巷道水平应力变化的敏感区,以此作为"分区加固"的指标是合理的,加固效果明显,可为类似条件提供参考。     

采动条件下底板潜在导水通道形成的微震监测与数值模拟

以某矿综放工作面开采过程为背景,利用微震监测技术进行现场监测,并借助有限差分FLAC^3D进行数值分析,研究在采动应力场不断变化过程中底板岩体微震破裂事件的时空演化规律,揭示煤层采动条件下潜在导水通道的孕育、发展和贯通过程.微震监测结果表明:微震事件数一定程度上反映了开采扰动对底板岩体破坏程度的影响;采煤期间,回采工作面附近微震事件呈现密集分布,底板岩体采动破坏严重,底板破裂深度达15m.数值分析表明:由于煤层采动导致采场周围应力重分布,工作面前方应力增高,采空区下方应力降低,底板岩体随工作面回采经历了应力集中、释放并最终破坏;底板塑性破坏区深度达14m.     

回采工作面底板活动及其对突水影响的研究

本文应用平面有限元方法计算分析回采工作面底板应力分布状况,研究底板岩层变形和破坏规律,初步揭示底板破坏带的形成机理及采动对底板突水的影响。文章结合现场底板综合观测成果,讨论底板破坏深度与工作面地质开采条件的关系。研究结果为承压水上煤层安全开采问题提供一定的基础。     

底板软岩动压巷道围岩应力分布的数值分析

建立了包括底板、巷道及围岩在内的整体分析模型，应用ANSYS软件，对底板应力分布过程进行了数值模拟，初步探讨了底板应力分布及巷道的变形特点，考察了方法的可行性和模型的可靠性。通过分析和计算，确定了受采动影响下底板软岩巷道合理的维护参数，并分析了底板岩体的应力分布规律，对底板巷道的维护、修护及确定巷道的合理位置提供了有价值的指导或参考。