穿断层组岩巷围岩变形及控制技术研究

以任楼矿中六运输大巷掘进过F_2断层组为背景,采用FLAC~(3D)有限差分程序,分析了断层结构下巷道掘进应力场分布变化规律与不同位置处巷道变形破坏特征,提出了"下盘控顶、上盘控帮、底板反拱"的支护方式,并在现场成功进行了工业性试验。研究结果表明:F_2断层组附近存在明显的垂直应力增高区;断层构造对巷道变形破坏的影响范围为10~20m,确定加强支护范围为F_2断层构造带前后60m;在当前地质状况下,F_2断层上盘巷道围岩变形大于F_2断层下盘段并且两断层上下盘破坏影响区没有明显相互作用。     

煤巷掘进过断层应力变化规律数值模拟研究

以钱家营煤矿5~#煤层巷道掘进过AF_(41)和AF_(42)逆断层为例,采用FLAC~(3D)模拟了巷道掘进围岩应力分布及变化规律。结果表明:断层附近煤岩体初始垂直应力较大,构造应力影响范围为30 m;随着巷道掘进,断层附近围岩应力逐渐增大,应力集中程度更加显著;对于逆断层而言,沿断层下盘向断层掘进更容易导致应力集中,将更容易引起冲击地压。研究结果将为有断层赋存的复杂地质环境中巷道支护和安全掘进提供理论指导。     

遗留煤柱及断层影响下巷道掘进安全性分析#br#

针对复杂地质构造区遗留资源开发过程中巷道掘进安全性问题，为研究遗留煤柱及断层构造对巷道掘进的影响，以运河煤矿充填工作面巷道掘进为工程背景，综合运用现场调研、数值建模分析等手段，对遗留煤柱及断层影响下巷道掘进过程中应力变化规律进行了研究。结果表明，当巷道迎头距离断层40 m时，断层附近的集中应力开始迅速升高，巷道迎头距离采空区边界30 m时，掘进迎头集中应力开始升高；过采空区边界30 m后，集中应力降至正常水平以下。研究结果为类似地质条件的巷道掘进及针对性支护设计提供了依据。     

遗留煤柱及断层影响下巷道掘进安全性分析

针对复杂地质构造区遗留资源开发过程中巷道掘进安全性问题,为研究遗留煤柱及断层构造对巷道掘进的影响,以运河煤矿充填工作面巷道掘进为工程背景,综合运用现场调研、数值建模分析等手段,对遗留煤柱及断层影响下巷道掘进过程中应力变化规律进行了研究。结果表明,当巷道迎头距离断层40 m时,断层附近的集中应力开始迅速升高,巷道迎头距离采空区边界30 m时,掘进迎头集中应力开始升高;过采空区边界30 m后,集中应力降至正常水平以下。研究结果为类似地质条件的巷道掘进及针对性支护设计提供了依据。     

深部断层构造环境巷道掘进冲击危险机制

通过建立断层区域模型,并进行数值结果分析,得出对于掘进工作面距断层不同距离下围岩应力的分布规律,进而分析掘进冲击危险与巷道距断层不同距离之间的关系,从而得出结论:(1)埋深增加,原岩应力值随之增大;(2)巷道开挖产生应力重新分布且与构造应力相互叠加,增加了发生冲击危险的可能性;(3)巷道距断层的距离越近,应力差值越大,冲击危险的可能性就越高。实践表明,加强对掘进前方冲击危险的探测工作并及时解危,同时减缓巷道掘进速度,可有效降低矿山冲击灾害。     

缓倾斜突出煤层过断层掘进施工技术

分析了断层处的构造应力,巷道遇断层前的征兆及断煤的寻找方法,提出了在突出煤层中巷道掘进过断层时的几种施工方法,以及在过断层时的防治煤与瓦斯突出的措施。     

断层带软弱围岩变形特征及支护优化研究

断层附近软弱围岩变形特征的研究对于巷道支护优化和防止围岩大变形具有重要意义。本文以河南城郊煤矿为工程背景,对二水平西翼轨道大巷在掘进过程中断层带围岩表面位移、顶板离层、围岩松动圈分布进行了现场监测。结果表明:在巷道掘进卸压作用持续影响下,断层构造应力逐渐减弱,巷道变形速度随着掘进面的推进先增大后减小,断层带内巷道变形的主要作用力来自断层构造应力;深部围岩受断层构造的影响较大,裂隙较为发育,顶板处于不稳定状态,浅部围岩由于巷道开掘卸压离层量较小。断层附近松动圈受断层构造作用较大,围岩顶板出现大松动圈。本文结合地质条件和现场监测结果提出了U形钢与锚网索相互配合的支护优化方案。     

近断层掘进的煤层瓦斯赋存及突出危险性

采用RFPA2D数值软件模拟了煤与瓦斯突出的发生过程,研究了从断层下方(上、下盘)和煤层同一水平(上、下盘)进行掘进的两种情况.通过研究分析,突出未发生前,随巷道向前掘进,断层区域出现应力集中增大并发生破坏.断层破坏后,煤层受到拉、剪应力的共同作用也发生破坏,煤层瓦斯解析.由于应力和瓦斯压力的平衡被打破在瞬间发生了突出...     

大采深矿井断层防隔水煤(岩)柱留设的探讨

峰峰矿区断裂构造发育,在深部开采的一些矿井,由于水压高,在高压水头和矿山压力联合作用下,断层上盘开采或掘进时,可能发生突水事故,须留设防隔水煤(岩)柱,但由于水压高,留设的防隔水煤(岩)柱尺寸较大,影响正常生产,也不利于断层的导(含)水性、断层带胶结程度及断层带附近煤岩层完整性精准探查。因此,在保证巷道掘进安全的前提下,重新探讨矿井深部断层防隔水煤(岩)柱的留设,通过分析计算巷道掘进期间底板安全隔水层厚度、超前距表格及公式等,决定Ts暂取0.10 MPa/m进行计算留设,既能满足巷道掘进期间底板安全隔水层厚度及超前距,又能为断层的导(含)水性、断层带胶结程度及断层带附近煤岩层完整性进行探查与治理创造条件。     

正断层构造应力作用下巷道围岩破坏机理

在断层构造应力下回采巷道支护稳定性的问题日益凸显。以忻华煤矿3402工作面胶带运输顺槽开挖过断层为工程背景,对断层构造区域附近岩层应力分布特征进行分析,研究断层构造应力作用下巷道围岩破坏特征分析,进一步总结断层构造应力作用下巷道围岩稳定性所应考虑的因素,为断层构造应力下回采巷道顶板围岩稳定控制技术提供理论基础和理论参考依据。     

矿井震波超前探测技术(MSP)在断层探测中的应用

柴里煤矿23上614轨道巷沿断层掘进,预计断层可能发生摆动或伴有次生小断层,为方便巷道布置和掘进施工,决定利用震波超前探测技术(MSP)对轨道巷附近的构造进行探测,并通过钻探验证,证实了MSP技术是一种较为有效实用的物探技术。     

金属矿山深部巷道掘进期间地压监测系统和活动特征分析

为研究金属矿山深部巷道掘进期间围岩地压显现特点,在深部生产区域构建微震监测系统,观测巷道掘进过程围岩微震活动的时空特征,进一步研究了巷道围岩不同位置微震活动率的原因。结果表明：巷道掘进过程中微震事件矩震级范围主要集中在-4.37~0.063,微震事件矩震级平均值为-2.08,微震事件的能量释放较低。微震事件主要分为3个区域,分别为受断层构造影响的区域、受已有巷道施工爆破影响的区域及距离掘进巷道相对较远的区域;围岩体中累积视体积成核及视应力集中区域位置随着巷道掘进过程而改变,距离断层越近累积视体积成核及视应力聚集程度较高,距离断层越远累积视体积成核及视应力聚集程度发生明显降低;微震监测系统能够定量监测掘进巷道围岩体破裂情况,并能实时获取围岩体微震事件的演化规律,较传统岩体监测技术具由非常大的优势。     

回采巷道过断层顶板应力分布特征研究

通过相似材料模拟试验,建立平面应力模型,分析研究断层下盘巷道各点超前应力峰值点分布规律和断层上盘超前应力分布特征.试验结果表明:在断层上盘和断层下盘都存在一个最大超前应力峰值点;其顶板各点超前应力峰值点变化规律为:随着巷道向断层的掘进,巷道各点超前应力峰值点逐步增大,在靠近断层附近发生突变,达到最大值,在断层处再逐渐减小到最小值;随着巷道穿越断层,其超前应力峰值点又逐步增大到最大值,然后再逐步减小到正常开挖状态.     

断层对巷道围岩应力状态影响数值模拟研究

应用数值模拟,对巷道掘进到断层区域时巷道围岩受力变动情况展开探究。探究结果表明:在断层附近26~27 m范围内断层会使巷道围岩受力受到影响,其中帮部垂直方向受力会受到较大干扰,底板围岩垂直应力对顶板围岩垂直应力影响最小;断层对底板围岩水平应力影响最大,帮部围岩水平应力对顶板围岩水平应力影响最小;巷道顶底板掘后水平应力受到断层构造的影响会增大,而且帮部垂直应力与正常地带相比也会有较为明显的加大,使巷道围岩的变形比较突出。     

煤层底板断层影响下巷道区域构造应力分析及支护

以顾北矿北一(6-2)上山采区6煤底板专用回风巷为研究对象,针对巷道轴向和断层走向一致的特点,根据安德森断层发育机制,采用赤平极投影法,对6煤底板专用回风巷周围存在的距离最近、规模最大的共轭正断层F_(92)和F_(94-2)进行分析,得到了区域构造应力场三个主应力方向的两组极值;根据巷道工程地质条件变化提出架棚(圆形断面)+深孔注浆+中空注浆锚索支护方案,试验段巷道矿压观测结果表明,巷道掘进后的1个月内为变形剧烈期,掘进完成1个月后,巷道变形趋于稳定,顶底板累计移近量265 mm,两帮累计移近量125 mm,围岩离层值较小。     

断层附近煤巷锚杆支护破碎围岩稳定机理研究

针对与断层平行的回采巷道围岩破碎且受构造应力作用,呈现非对称变形破坏,巷道维护较困难的特点,采用FLAC数值计算方法,建立了包含断层的计算模型,对其稳定机理进行了研究,分析了围岩的应力状态的变化及分布形态,得出了断层附近破碎围岩煤巷锚杆支护围岩稳定机理:1)锚杆支护能减小围岩应力降低速度,可改善两帮及顶底板的应力状态,提高破碎围岩残余强度,促进围岩稳定.2)锚杆支护可提高顶板抗剪能力,从而减小断层附近巷道发生冒落失稳的可能性.3)断层附近巷道围岩应力状态、变形破坏程度具有非对称性,对近断层煤帮加强支护有利于围岩稳定.     

向斜轴部高压力区巷道支护技术的研究与治理

随着矿井开采深度的增加,特别是在深部靠近向斜轴部的两翼附近,断层构造发育,围岩破碎,地质应力集中,掘进巷道开挖后变形速度快,前掘后修,影响到掘进巷道安全,更无法形成采煤工作面。鄂庄矿通过对深井应力集中区掘进巷道压力与围岩应力的分布机理进行分析,采取了有效的综合防治措施,取得了较好的支护效果。     

深部特厚煤层断层构造区掘进冲击地压发生机制

针对孟村矿井冲击地压多发生在断层构造区附近这一问题,采用理论分析、数值模拟及微震监测相结合的手段,研究了深部特厚煤层条件下构造区掘进工作面冲击地压发生机理。研究结果表明,原岩应力状态下,断层对地应力分布扰动作用显著,断层上盘存在大范围应力集中区,而下盘仅出现应力降低区,上盘应力扰动范围大于下盘扰动范围。由于DF29断层对掘进扰动存在阻隔作用,由上盘向断层掘进的工作面周围微震活动性发生由弱到强的突变。突变点以远掘进时,断层附近扰动强度较低;掘过突变点后,断层另一盘活动性急剧增强。断层导致掘进工作面围岩静载荷和动载荷均发生异常增高,两者叠加后易超过临界水平,进而发生冲击地压。研究结论可为彬长矿区类似条件下冲击地压防治提供参考。     

布尔台煤矿掘进工作面过断层巷道支护技术研究

针对煤矿掘进面过断层期间支护困难、巷道冒落可能性大的问题，对掘进工作面过断层围岩变形机理及控制技术研究进行了研究。通过理论研究对正断层附近的应力环境进行分析，并通过数值模拟对过断层巷道及正常巷道在不同支护方案条件下的应力、位移状况进行对比研究，最终给出了掘进面过断层的支护方案，并应用到布尔台煤矿的工程实践中。研究结果表明：采用“锚杆+锚索”支护方案来加强支护强度及新增角锚杆可以实现对过断层掘进工作面围岩的有效控制。     

掘进工作面过断层破碎带安全技术措施探讨

受断层构造应力影响,掘进巷道在过断层带前后顶板会出现大面积破碎、离层、局部冒顶现象,不仅影响着掘进效率,而且很容易发生安全事故。大同煤矿集团生产技术处通过技术研究,对塔山煤矿三盘区2301巷道掘进期间遇断层破碎带时提出了注浆+钢棚联合支护方式,以及若干项安全管理措施,取得了显著成效。