采动影响沿空掘巷小煤柱合理宽度与围岩控制技术

以成庄矿4310综放面4220沿空掘巷为研究对象,采用理论计算和数值模拟分析方法对沿空掘巷小煤柱宽度的合理留设进行深入研究,分析了不同煤柱宽度的塑性破坏区范围和煤柱区域的应力分布特征,进而结合现场实际地质生产条件,综合确定煤柱宽度为10m。根据现有巷道支护理论,确定了4220副巷围岩变形控制技术,并数值模拟分析采动影响沿空掘巷围岩变形特征,进而制定了高预应力高强度锚杆索支护方案与支护参数。4220副巷支护试验结果表明:高预应力高强度锚杆索支护技术对沿空掘巷服务期间围岩变形控制效果显著,提高了成庄矿煤炭资源采出率,为矿井后续沿空掘巷的使用提供技术依据。     

特厚煤层综放开采沿空掘巷技术研究

针对砚北煤矿27 m特厚煤层综放开采沿空掘巷技术应用的难题,采用理论分析和数值模拟方法,研究了特厚煤层综放开采沿空掘巷可行性、沿空掘巷位置、小煤柱合理宽度以及锚杆支护参数。研究结果表明:特厚煤层综放开采沿空掘巷技术上可行,小煤柱护巷为最佳掘巷方式;小煤柱合理宽度为7.6 m。锚杆支护方案为:顶板每排7根长2.4 m锚杆,帮部每排4根长2.2 m锚杆,锚杆直径均为22 mm,排距为0.8 m,顶板采用锚索补强。该技术实施效果显著,有效地控制巷道围岩的位移和变形,保障了巷道安全稳定,满足回采期间的采动影响,极大地丰富和完善了采动巷道围岩控制理论与技术。     

平煤十三矿沿空掘巷窄煤柱留设及支护技术应用实践

窄煤柱留设尺寸及围岩支护控制关乎沿空掘巷的成功与否,也是煤矿安全生产的关注重点。为摸清沿空掘巷煤柱留设尺寸与围岩运动特征之间的规律,设计合理的支护参数,以平煤十三矿现场实际需求出发,采用数值模拟的手段模拟分析了不同煤柱尺寸下围岩运动特征,结合理论计算确定了沿空掘巷窄煤柱合理留设尺寸,设计了动压巷道支护参数,并模拟分析了巷道支护控制效果,最后将设计的围岩控制方案进行了现场应用及围岩观测。研究结果表明:平煤十三矿工况条件下沿空掘巷窄煤柱留设尺寸为5m时,巷道断面收缩率最小;提出的组合支护方案参数设计合理可行,现场观测受采动影响巷道断面收缩率控制在15%以内,围岩控制效果较好。研究成果能够为类似工况条件下煤矿工程施工提供可鉴经验。     

松散破碎顶板留小煤柱沿空掘巷围岩控制技术

针对松散破碎顶板沿空巷道支护难题,以徐矿集团源兴煤矿21510工作面留小煤柱沿空掘巷为例,采用FLAC数值模拟软件建立模型,确定了21510工作面沿空巷道小煤柱留设6 m的方案,进一步分析了沿空巷道开挖后围岩应力分布特征及巷道周边的变形情况,提出了松散破碎顶板留小煤柱沿空掘巷针对性的控制原则,给出了以高强预应力螺纹钢锚杆为基础支护,高预应力锚索梁和桁架系统为强化支护的控制技术。现场测定结果表明,该技术有效地控制了松散破碎顶板留小煤柱沿空掘巷围岩的变形,取得了较好的效果,具有很好的应用推广价值。     

深部煤层沿空掘巷围岩稳定性控制技术研究与应用

本文研究了深部煤层开采沿空掘巷支护技术方案,通过关键层理论对上覆岩层破断后形成的梁结构进行分析,运用薄板理论对关键层进行分析,根据极限平衡区宽度确定沿空掘巷的小煤柱留设宽度,最终利用高强预应力锚杆进行巷道支护。通过观测王楼煤矿七采区深部煤层沿空巷道的支护效果,发现巷道围岩稳定性保持良好。     

沿空掘巷小煤柱稳定性分析

文章采用数值计算软件FLAC3D,研究了不同煤柱宽度及锚杆支护强度对沿空留巷侧小煤柱稳定性及掘巷巷道围岩变形的影响,得出煤柱宽度是影响煤柱稳定性与巷道围岩变形的决定性因素,高系统支护强度能有效地控制巷道围岩变形的结论。同时,以朱集矿沿1111(1)工作面轨道平巷为工程背景,得出:煤柱宽度为3m时,煤柱内垂直应力集中系数低,应力集中影响范围小,煤柱与掘巷巷道变形量最小,稳定性最好。在此基础上确立的高强度锚杆支护方案,成功保持了小煤柱的稳定性并控制住掘巷阶段巷道围岩的大变形。     

陈四楼矿迎采动沿空掘巷技术研究及应用

 摘 要：针对陈四楼矿2409轨道顺槽迎采动沿空掘巷工程中,小煤柱破碎,巷道围岩矿压显现剧烈问题,通过迎采动沿空掘巷围岩稳定性分析,认为特殊的时间安排和空间位置是迎采动沿空掘巷难题的关键,提出强化顶板、强化煤柱、强化初期支护的技术思想;以2409轨道顺槽迎采动沿空掘巷为工程背景,设计相应支护参数,巷道采用高强锚杆、M型钢带、金属网及锚索梁联合支护,工程实践表明巷道维护效果良好。     

迎采动面沿空掘巷围岩变形规律及控制技术

迎采动面沿空掘巷经历邻近工作面侧向基本顶断裂、转动及稳定的全过程动压影响后,巷道围岩将产生大变形、维护困难.采用理论分析、数值计算和现场试验研究迎采动面沿空掘巷围岩变形规律和控制技术,得到该类巷道受邻近工作面采动影响后围岩呈现非对称变形,窄煤柱和顶板变形剧烈,提出提高窄煤柱和顶板支护强度使围岩形成有效承载体是保持迎采动面沿空掘巷整体稳定的关键,据此提出了合理的围岩控制技术:1)合理确定窄煤柱宽度,使邻近工作面采动影响稳定后巷道处于应力降低区;2)高强度大延伸率锚杆控制围岩变形;3)加强窄煤柱、顶板支护,提高关键部位承载能力.棋盘井煤矿工程实践表明,该技术有效控制了该类巷道围岩变形量,取得了良好效果.     

沿空掘巷让压锚杆支护技术研究与应用

本文研究了沿空掘巷巷道围岩变形特征,确定了沿空掘巷留设4.5～5m窄煤柱的可行性,通过平衡支护技术,设计让压锚杆支护体系与锚索实施联合支护,保证巷道围岩的稳定性。通过在郭屯煤矿四采区实施沿空掘巷支护效果观测分析,支护效果良好,沿空掘巷顺槽围岩和变形量达到平衡。     

厚煤层沿空掘巷锚杆支护参数优化实践研究

谢桥矿1131(3)工作面为孤岛工作面,由于采用留小煤柱的沿空掘巷,该面的回采巷道不仅承受本工作面的采动影响,而且还承受上区段工作面的重复采动影响。通过数值模拟研究不同支护参数条件下巷道围岩变形规律,并且在此基础上获得了合理的巷道锚杆支护参数,进而对巷道进行了有效的支护。工业性试验表明,巷道支护效果良好,达到了预期的效果。     

二次沿空巷道留巷支护方式及围岩变形规律研究

基于新庄孜矿62110回风巷沿空掘巷后破坏严重出现结构性失稳且后期再需留巷,对二次留巷支护技术进行了研究。分析了巷道破坏原因为地质条件复杂且前期支护参数不合理,结合煤巷预拉力支护理论确定采用＂三高＂锚杆（高强度、高刚度、高预紧力）、锚索补强、深浅孔注浆的联合支护方案。采用快速连续观测法对回采期间巷道的围岩变形进行现场实测,结果表明：高强度架锚注方案可再造围岩结构,减缓顶板活动剧烈程度,工作面后方30～55 m为巷道围岩变形剧烈区,55 m后变形速度趋于稳定。采取该修复方案改善了支护效果,保障了工作面安全回采。     

深部煤层群沿空掘巷护巷煤柱合理宽度的确定

针对深部煤层群沿空掘巷具体生产地质条件,采用理论分析、数值计算及现场试验相结合的方法,得出深部煤层群沿空掘巷护巷煤柱合理宽度的确定方法,即从上区段采空区侧向支承应力分布规律和煤柱应力分布、巷道围岩应力分布、巷道围岩变形与煤柱宽度的关系及护巷煤柱宽度的理论计算5个方面综合考虑护巷煤柱的宽度,尤其充分考虑了下层煤回采对上层煤沿空掘巷护巷煤柱宽度大小留设的影响。现场试验结果表明：该方法确定的煤柱宽度科学、可靠,为深部煤层群沿空掘巷护巷煤柱合理宽度的确定提供了科学依据,改善了深部巷道维护困难的局面和提高了煤炭资源采出率。     

南阳坡煤矿8800综放工作面临空小煤柱尺寸研究

针对南阳坡煤矿8800综放工作面沿空掘进巷道临空小煤柱合理尺寸进行了深入、系统研究。基于关键层理论，构建临空煤柱顶板关键岩块铰接结构力学模型，数学推导煤柱承载应力，结合Bieniawski提出的煤柱强度线性计算方法，确定沿空掘巷临空小煤柱宽度为7m。采用相似实验模拟沿空掘巷临空7m小煤柱围岩的稳定性，并开展巷道表面位移现场观测试验，结果均较为理想，验证了8800综放工作面沿空掘巷留设7m临空小煤柱的可行性。为类似开采条件沿空掘巷临空小煤柱尺寸确定提供了参考和借鉴。     

深井沿空掘巷煤柱合理宽度确定及支护参数优化

为了解决顾桥煤矿深部巷道小煤柱沿空掘巷的支护难题,根据顾桥煤矿1121(1)综采面回风巷的工程地质条件,采用数值模拟方法对5,8及10m三种不同宽度煤柱条件下的围岩应力分布规律进行了模拟研究。结果表明:在相同的地质及采矿条件下,8m煤柱的应力峰值最小、5m煤柱的应力峰值最大,说明该巷道合理的煤柱宽度应为8m。同时对该巷道锚索网支护进行了设计,巷道支护实践及矿压观测结果表明,1121(1)综采面回风巷采用所确定的合理煤柱宽度及锚索网支护参数,有利于保持煤柱及巷道围岩的稳定。     

特厚煤层迎采扰动沿空掘巷围岩控制技术研究

以伊犁永宁煤业化工有限公司2302工作面回风巷为背景，借助现场实测、数值模拟等手段，分析2301工作面超前采动应力和侧向支承应力影响范围，确定了超前80m和滞后100m为迎采扰动影响范围，在此基础上进一步分析了不同煤柱宽度2302工作面回风巷围岩的承载演化规律，确定了2302工作面回风巷合理窄煤柱宽度为60m。最后提出了在迎采扰动范围内，锚杆索支护和单体液压支柱配合π型梁的补强支护技术，并应用在2302工作面回风巷，矿压观测结果表明，特厚煤层迎采扰动沿空掘巷60m煤柱宽度及围岩控制技术的合理性，研究结果对缓解采掘接替紧张的问题具有重要应用价值。     

特厚煤层综放沿空掘巷围岩控制机理及其应用

针对特厚煤层(达15 m)综放沿空掘巷采动影响范围大、围岩性质裂隙以及煤柱稳定性差等特点,提出了顶板以高强高预应力让压锚杆支护系统、梯级锚固的束锚索支护系统以及多锚索-钢带桁架支护系统的强力联合控制技术,煤柱帮采用强力锚杆支护系统、高韧性材料注浆加固、钢筋混凝土墙支撑系统的刚柔协同控制技术,以及实体煤帮强力锚杆索支护系统进行特厚煤层综放沿空掘巷围岩稳定性的控制,并阐明其支护机理。结合地质生产条件与现场工程实践确定了沿空掘巷具体支护方案与工艺流程,并进行了现场应用。现场实践表明,巷道两帮和顶底板最大移近量分别为65和57 mm,变形量较小,首次实现了15 m特厚煤层综放沿空掘巷围岩的有效控制。     

孤岛煤柱下沿空掘巷底鼓机理及控制技术

针对孤岛煤柱下沿空掘巷围岩应力大、巷道底鼓严重的问题,分析了巷道围岩性质、工作面动压、沿空掘巷窄煤柱宽度、孤岛煤柱集中应力等对巷道底鼓的影响,通过数值计算得到该类巷道具有围岩塑性区分布大、最大主应力等值线远离底板、底板岩层易挤压流动造成巷道剧烈底鼓等特点。在分析平沟煤矿1603轨道平巷底板浅部围岩位移特点的基础上,提出采用2根底角锚杆、2根底板锚杆的加固法控制巷道底鼓,现场观测表明,该支护方案加固后巷道底鼓量减小65%,取得了良好的控制效果。     

五沟矿沿空掘巷煤自燃规律及数值模拟研究

为研究五沟矿1021工作面沿空掘巷煤柱及相邻采空区自然发火的特征,根据煤炭自燃理论,采用现场煤柱测温、位能测定及数值模拟相结合的方法,分析了沿空掘巷煤自燃影响因素。结果表明：煤柱完整性是导致采空区漏风、遗煤自燃的主要原因之一。在数值模拟预测条件下,经过2～3个月后,沿空侧1017采空区中遗煤温度有所升高,但最高温度低于60℃。当矿压作用使煤柱进一步压酥时,漏风量增大,沿空侧松散煤体温度有升高趋势,具有自然发火危险性。