改进垂线法在高速公路下保护煤柱留设中的研究与应用

以三元煤业1312工作面上覆高速公路为背景,通过对岩层移动角计算,利用改进后的垂线法确定高速公路下合理的保护煤柱尺寸,并通过FLAC3D模拟相应表土层厚度下地表的移动以及上覆岩层的应力情况,以确定高速公路下合理保护煤柱的尺寸。理论计算与数值模拟得出的结果较为接近,通过比较保护煤柱的最终尺寸为245mm。     

大跨度破碎煤层巷道围岩控制及支护技术

针对王庄煤矿3045工作面回风顺槽跨度大、煤层破碎、巷道变形破坏严重的情况,为提高该巷道围岩控制质量,首先分析了大采高小煤柱巷道围岩的变形及受力特征;通过运用极限平衡理论合理确定煤柱尺寸、对大跨度破碎煤层巷道围岩控制机理进行分析,并结合王庄3045工作面实际情况给出了相应的围岩控制技术方案。基于原锚杆支护方案已不适应围岩控制要求,运用正交试验及数值模拟对原巷道支护参数进行优化。通过巷道表面及深部位移观测结果得知:沿空掘巷期间巷道表面最大位移量230 mm,工作面采动期间最大位移量1 049 mm,变化量均在工程允许范围内。工程实践证明围岩控制效果显著。研究实践结果对于其他大跨度破碎煤层条件下大采高小煤柱巷道围岩控制及支护参数选择具有指导意义。     

孤岛工作面小煤柱合理尺寸与支护研究

针对特殊的孤岛工作面伴随冲击地压现象的煤柱留设及巷道支护问题,对工作面上覆岩层"T"型结构稳定性特征进行了分析,计算出小煤柱理论最小宽度。运用UDEC数值模拟比较了留设不同煤柱尺寸下采场围岩的稳定性,并对30222工作面回采巷道进行锚喷注浆支护。研究表明:"T"型结构的稳定性决定了小煤柱尺寸的留设,留设不同宽度煤柱时,采场矿山压力显现有较明显的差异。针对30222孤岛工作面,留设7m宽度的小煤柱时,矿山压力显现相对较缓和,锚喷支护后,护巷煤柱和回采巷道顶底板的相对变形量均较小,效果明显。     

锚索破断弹射机理与防护方案研究

采用锚索支护的巷道回采时,锚索受到顶板围岩层间错动产生的剪切力,以及围岩横向变形产生骤增的轴向拉力,使锚索发生破断。锚索轴向受拉破坏的危害远大于剪切破坏。锚索发生受拉破断后残余有相当大的势能,当破断部分未被煤岩体充分夹持,极易发生被拉断后弹射现象,严重威胁着矿井的安全生产。针对南耀小常煤业30211工作面出现的锚索破断弹射现象,进行锚索破断形式、机理及弹射机理研究,最终提出锚索破断弹射的防护方案。