临近断层回采巷道围岩变形特征及支护方法

在开挖巷道过程中,如果遇到断层,则岩体中裂隙发育的程度随着距离断面的远近而发生变化。对此,探讨了巷道围岩变形的破坏规律与工作面矿压分布规律,对邻近断层回采巷道围岩变形特征和支护方法进行了探讨。     

冲击地压矿井沿空巷道支护技术研究

针对山西大同煤矿集团公司忻州窑煤矿8935工作面沿空巷道变形严重、有冲击地压危险的实际情况,通过理论分析和工程类比研究出了一种"长期支护与临时支护相配套、支护与卸压相结合"的巷道围岩控制技术。通过缩小工作面放顶步距,减小超前支承压力,降低煤岩体能量集聚等,有效地控制了巷道围岩变形,减小了冲击地压发生的概率,解决了防冲工作面沿空巷的支护问题,为类似条件下巷道维护提供了一定的参考。     

综采放顶煤工作面顺槽支护优化设计

矿井综采放顶煤工作面顺槽受到综放工作面回采动压和周期来压的影响,巷道顶板围岩变形严重,影响生产安全。根据工作面顺槽围岩地质情况对原有支护设计进行了参数优化设计,并进行了现场观测。观测表明,经过支护设计优化的综采放顶煤工作面顺槽围岩变形得到有效控制,满足矿井巷道稳定要求。     

新屯矿综采放顶煤工作面顺槽支护设计优化

矿井综采放顶煤工作面顺槽原锚杆、锚索支护参数不合理,且受到综放工作面回采动压和周期来压的影响,巷道顶板围岩变形严重,影响了安全生产。针对工作面顺槽围岩具体的地质情况对原有支护设计进行锚杆、锚索参数优化设计。综采放顶煤工作面顺槽试验巷段共布设2个测站,测站间隔120 m,2个测站同时进行观测。现场应用表明,经过支护设计优化的综采放顶煤工作面顺槽围岩变形得到有效控制,满足矿井巷道稳定要求。研究结果对综采放顶煤工作面巷道支护设计有借鉴意义。     

预应力桁架锚索支护在巷道围岩控制中的应用

为了提高受采动影响的工作面支护强度,控制巷道围岩变形,对巷道变形原因进行分析,针对巷道地质条件复杂,不利于形成整体结构情况,采用高预应力桁架锚索支护为巷道水平和垂直方向同时提供预应力支护,使煤岩体处于多维挤压状态,弥补单体锚索支护没有水平张紧力的缺点。经数值模拟与监测分析,支护加固后,巷道变形稳定在160mm左右,巷道围岩变形得到控制。     

预应力桁架锚索支护技术在动压巷道中的应用

为了提高受采动影响的工作面支护强度,控制巷道围岩变形,对巷道变形原因进行分析,针对巷道地质条件复杂,不利于形成整体结构情况,采用高预应力桁架锚索支护为巷道水平和垂直方向同时提供预应力支护,使煤岩体处于多维挤压状态,弥补单体锚索支护没有水平张紧力的缺点。经数值模拟与监测分析,支护加固后,巷道变形量稳定在160 mm左右,巷道围岩变形得到控制。     

大采高综采工作面20m煤柱二次复用巷道矿压规律实测研究

针对回采工作面二次复用巷道围岩变形量大、支护困难的问题,在枣泉煤矿大采高综采11203工作面进行了20m煤柱二次复用巷道矿压规律实测研究。研究结果表明,二次复用巷道矿压显现主要分为工作面超前影响阶段、剧烈变形阶段、蠕变阶段,巷道在回采工作面后方的变形量可达回采工作面超前影响阶段变形量的4~6倍,巷道顶板浅部离层略大于深部离层;锚杆锚索受力变化比巷道围岩变形对扰动更敏感,受力变化远超前于围岩变形,锚杆锚索受力呈现先增大后减小的趋势,受力急剧增加阶段出现在回采工作面前后50m范围内;巷道顶板和两帮煤岩体在受采动影响后围岩浅部破坏范围有所增加,煤层破碎程度加剧,深部煤岩体出现不同程度破坏现象。     

综放骑跨大巷支护参数优化研究

井东四矿4#煤骑跨9#煤回风大巷,在4#煤综放工作面回采动压影响下,回风大巷部分区域变形破坏严重。通过对巷道围岩破坏机理分析得出,破碎围岩、上部煤层回采动压影响、断层以及支护参数的不合理是导致围岩变形破坏的主要原因;提出注浆锚杆加固围岩、改变支护参数、加固关键部位的组合加固方案,并在现场进行加固试验。试验结果表明:加固方案有效地控制了围岩变形,确保了回风大巷的安全稳定。     

近断层采动巷道变形破坏机制与控制技术研究

针对红岭煤矿近断层采动巷道(15141上巷)掘进期间围岩非对称变形破坏与支护结构失效严重等现象,对其变形破坏机制与控制技术进行了数值模拟与工程应用研究。结果表明,断层附近的非对称采动应力场、巷道关键部位的剪切滑移破坏以及煤岩体碎胀变形是造成该类巷道非对称大变形和支护失效的主要原因。利用非对称耦合支护原理和让压锚杆工作原理,提出了该类巷道围岩控制技术,即采用高强让压锚杆、锚索以及注浆加固对关键部位进行加强支护,控制关键部位的剪切滑移破坏、提高其承载能力,减弱围岩关键部位产生的差异性变形,促使支护结构均匀承载,从而实现控制巷道非对称大变形的目的。工程实践表明:采用高强让压锚杆、锚索与注浆加固的非对称支护技术后,巷道变形量与非对称性得到有效控制,巷道围岩稳定性大幅提高。     

断层附近厚顶煤巷道围岩破碎机理研究

通过分析工作面回采巷道在断层构造应力作用下围岩破坏变形机理,提出了"高强高预紧力锚杆支护及顶板斜拉锚索梁"主动支护技术,增强厚顶煤锚固体的抗剪能力、提高两帮的承载能力,保证巷道围岩的稳定性。     

3209工作面运输顺槽支护设计优化

针对综采放顶煤工作面运输顺槽原支护设计下巷道围岩变形严重的情况,通过采用加密支护、优化支护参数等措施,控制了巷道围岩变形量,两帮移近量稳定在270 mm,顶底板移近量稳定在205 mm,支护效果良好。     

采动应力影响下巷道围岩变形破坏机理及注浆加固技术

以晋城矿区成庄矿5308工作面双巷布置留巷为工程背景,基于现场实测数据,分析了留巷巷道变形破坏特征和影响因素。采用FLAC3D数值模拟软件,分别研究了留巷巷道在掘进、临近工作面回采、本工作面回采过程中的围岩应力场分布特征和变形破坏规律。在此基础上,提出了以浅孔-深孔注浆加固和注浆锚索联合加固方案,并进行了工业性试验。研究结果表明:留巷巷道受到临近工作面和本工作面双重采动应力的影响后,矿压显现剧烈,巷道维护困难。采用注浆加固支护后,水泥浆液充填了煤岩体节理、裂隙,同时也使破碎煤岩体成为了胶结体,改善了破碎煤岩体的力学特性;注浆锚索使围岩的承载能力显著增强,有效控制了围岩的不连续变形。     

断层带破碎区巷道变形破坏规律与控制分析

介绍了袁店二矿F7大断层的发育情况,采用大型岩土三维软件FLAC3D分别对无断层岩体与有断层岩体2种情况下的巷道变形破坏规律进行了对比分析,结果表明,断层破碎区内巷道的应力卸压区范围更大,从而位移变化也较大,并根据其变形破坏规律,采用了全断面"U"型钢支护方式对巷道进行加强支护,监测结果表明,此支护方式能较好的控制断层破碎区内巷道围岩,保持了巷道围岩的稳定性。     

深部巷道围岩破坏特征的数值模拟分析

针对深部巷道围岩失稳变形严重、围岩变形量大、应力集中程度高的支护特点,以淮南矿区丁集矿1422(3)工作面的巷道围岩为研究背景,运用理论分析和数值模拟的综合研究方法对深部巷道围岩的失稳变形机理及岩体破坏特征进行深入研究。相应探讨了围岩应力场的时空演化规律,揭示了围岩分区破裂的力学本质,为深部巷道的围岩治理及支护设计提供重要的理论参考。     

近断层采动影响下巷道支护技术

为解决刘一煤矿DF27断层附近II66采区回风下山采动影响下的支护难题,利用FLAC2D数值模型,分析近断层采动影响下巷道围岩变形规律及其稳定性影响因素,并提出高强锚网索支护技术。研究结果表明:工作面距离巷道约80 m时,采动应力扰动开始对巷道产生影响,随着工作面不断靠近断层,采动应力对巷道影响加剧,巷道围岩变形速度明显增大。采动应力活化断层以后,断层附近出现明显的非对称性应力场,使巷道围岩发生强烈的不均匀变形。巷道最大不均匀变形系数为4.6,出现在巷道帮部靠近断层一侧。     

1301综采面回风巷过断层破碎带支护技术研究

玉溪煤矿1301综采工作面回风巷在掘进过程中揭露断层破碎带,巷道变形明显,通过采用现场围岩原位实测的方法对巷道破坏严重的原因进行综合分析,在此基础上提出了加大支护强度+注浆+喷射混凝土的联合支护方式。现场监测结果表明,在该优化方案支护下巷道围岩变形较小,满足矿井的正常安全生产。     

顾北煤矿断层带岩巷围岩控制技术研究

针对巷道过断层时围岩松散破碎,巷道变形较大,难以支护,以顾北煤矿南一1煤采区排水联巷为工程背景,研究巷道过断层围岩控制技术。分析了巷道过断层时支护难点,给出了相应的控制对策,并对岩巷过断层段围岩控制方案进行设计。现场应用结果表明,巷道顶底板移近量最大为354 mm,两帮移近量最大为302 mm,该支护方法有效控制了巷道围岩变形,保证巷道过断层的安全稳定。     

沿空巷道锚杆注浆加固技术研究

鑫珠春1306工作面为网下综采放顶煤工作面,其轨道顺槽沿上工作面采空区留小煤柱掘进,巷道围岩破碎,变形严重,从而提出了巷道锚杆注浆加固技术。通过现场实践,表明该支护技术可以有效地控制围岩变形,取得了显著的技术经济效益。     

长平公司二盘区胶轮车大巷过断层围岩控制技术研究

为研究巷道掘进工作面过断层方案及围岩控制技术效果,以长平公司二盘区胶轮车大巷掘进为背景,通过数值模拟并结合现场围岩变形实测的方式,得出超前注浆加固巷道围岩,再套拱形棚补强顶板支护,并补充原基础支护综合过断层措施。结果表明:采用的围岩控制措施后,能够保证掘进工作面顺利通过断层及后期工作面安全高效的回采。     

断层破碎区域煤岩体动压影响范围确定

断层破碎区域的巷道极易发生变形,随着回采工作面的推进,工作面前方会造成应力集中且加剧断层的活化或者运移,诱发矿区动力学灾害。为了确定断层区煤岩体动压影响范围,以屯宝煤矿缓倾斜煤层1193工作面为研究背景,联合现场实测和理论分析,通过现场布置煤壁应力计和锚杆应力计来收集围岩内部的应力分布信号。以巷道表面变形测量为基础,结合内部应力变化的综合考量,从整体上分析可以确定断层发育区域的动压影响范围为34 m,峰值位置为5 m。动压影响范围的科学确定可以为巷道的合理支护提供支撑,从而保障屯宝煤矿1193综放工作面在断层区域的安全高效生产。