软弱巷道顶板脆弱区识别及其应用

针对宏观角度研究巷道顶板结构造成的顶板脆弱区被忽视的问题,建立了岩梁稳定条件下的单位宽度简支梁极限跨距判别公式。结合工程背景,分析得到软弱砂质泥岩厚度、巷道跨度、软弱夹层及断层等是影响巷道稳定性的重要原因。通过采用岩层探测仪窥探顶板裂隙分布及离层情况并结合钻孔柱状图,以砂质泥岩厚度为主要指标对巷道隐患进行分级、圈定。结果表明,311102辅运巷从开切眼到3~#联络巷之间属于Ⅳ级冒顶隐患区域。针对性的设计了311103辅运巷支护参数,实现了对顶板脆弱区的有效控制。     

掘进巷道顶板岩层随钻识别研究

为了在巷道掘进过程中随时识别顶板岩层,提出一种通过检测锚杆钻机液压系统的压力和流量来探测巷道顶板岩层的方法;推导出顶板岩层随钻探测的钻进参数计算公式;研制了顶板岩层随钻识别试验系统,并将随钻识别试验数据与单轴抗压强度试验数据进行比较分析。研究表明:1)当检测到锚杆钻机液压系统中的压力和流量发生阶跃响应或脉冲响应时,可以判断钻头通过了顶板岩层分界面或软弱夹层;2)实验测得钻头穿过软弱夹层时,钻进速度的最大值与最小值之比为12.4,表明钻进速度在几种钻进参数中是最敏感的;3)通过检测锚杆钻机液压系统的压力和流量可以推算出顶板各岩层强度和层位。     

软弱夹层复合顶板动压巷道支护技术研究

以沁新煤矿2210顺槽软弱夹层复合顶板为研究对象,用数值模拟手段对3层复合顶板锚杆预应力场分布规律进行研究,揭示了围岩在软硬不同岩性岩石中的应力传递效果,认为应将锚固段置于硬岩中,有利于锚杆应力在结构面处的扩散,发挥锚杆的支护作用。根据沁新煤矿2210顺槽实际情况,设计“动态锚固-应力扩散”的支护方案,通过矿山安全性监测表明巷道支护效果良好,形成较好的工程示范效果。     

软弱复合顶板巷道围岩控制技术应用

针对象山煤矿21315工作面辅助进风巷软弱复合顶板条件下的巷道顶板支护困难的问题,采用理论分析、数值模拟与现场实测方法,提出了“锚网索”联合支护方案,探究了“锚网索”联合支护方案对巷道围岩稳定性的控制效果。经计算,巷道顶板的破坏范围约为2.91 m,结合巷道顶板岩层岩性与厚度确定顶板锚杆、锚索长度分别为2.4 m和6.0 m;提出了巷道软弱复合顶板“锚网索”联合支护方案,顶板锚杆与锚索数量分别为6根和3根,间距分别为800 mm和135 mm,排距分别为800 mm和1 600 mm;探究了掘进工作面不同向前方探距离条件下,巷道围岩垂直应力分布与顶板下沉特征进行了分析,指出当掘进工作面向前推进15 m时,巷道围岩的垂直应力和顶板下沉基本稳定。现场应用结果表明,掘进工作面向前推进15 m时,巷道顶板离层量几乎不发生变化,且最终稳定在70 mm左右,说明采用“锚网索”联合支护方案,巷道顶板变形得到了有效控制。     

锚杆支护巷道软弱夹层位置与顶板稳定性关系研究

通过软弱夹层诱发锚杆支护巷道冒顶的实例，进行了软弱夹层位置对巷道自稳影响的计算机数值模拟分析。提出了一种顶板岩层结构探测方式，介绍了该探测方式在焦作古汉山煤矿应用的情况。     

巷道顶板蝶叶塑性区穿透致冒机理与控制方法

针对高偏应力环境下层状顶板巷道冒顶事故频发、支护困难等问题,采用理论分析、数值模拟、现场探测和现场工程试验等综合研究方法,揭示了层状顶板巷道蝶叶塑性区的分布规律,阐明了蝶叶塑性区穿透分布致使巷道冒顶的力学机制,结果表明：蝶叶塑性区具有隔层穿透发育的特征,未发生塑性破坏岩层的存在不能阻断蝶叶塑性区在软弱岩层形成;顶板蝶叶塑性区穿透分布伴有强烈的变形压力,使软弱岩层塑性区下位未发生塑性破坏岩层受到持续巨大的“挤压”载荷,致使其发生断裂破坏,是巷道存在冒顶隐患的内在原因。据此提出了防止此类巷道冒顶的关键在于维护塑性区围岩稳定,需锚杆(索)长度大于塑性区边界,且具备可承受大变形而不破断的能力。基于以上研究,对神东保德矿81306二号回风巷进行了支护补强设计和试验,试验结果表明该支护对策能够有效维持巷道顶板稳定。     

厚软弱顶板岩层巷道围岩控制技术研究与应用

为解决厚软弱顶板岩层下巷道维护困难问题,以新大地公司15303工作面回风顺槽为工程背景,分析了厚软弱顶板岩层下巷道围岩变形破坏特征,开发了的厚软弱顶板岩层下巷道围岩控制技术,技术应用后,有效解决了厚软弱顶板岩层下巷道维护难题,实现了15303工作面回风顺槽的稳定控制.     

针对高应力软弱顶板的巷道围岩稳定控制方案

高应力软弱顶板动压回采巷道具有特殊性。本文介绍了高应力软弱顶板动压回采巷道覆岩的结构以及矿压显现特征。工程实践结果表明,根据顶板结构分类选取断面形状并采取合理支护方式能有效的控制围岩变形,满足矿井安全生产要求,有着良好的技术经济效益。     

巷道应力区顶板联合支护技术应用

针对塔山煤矿三盘区5310巷在掘进期间受邻近陷落柱应力影响,巷道掘进至525～557 m段巷道顶板出现严重破碎现象,为了进一步提高陷落柱应力区顶板稳定性,加强顶板支护效果,合理分析了应力区顶板原支护主要存在的问题,提出了"注浆+圆钢托架"联合支护措施,通过实际应用效果来看,联合支护措施控制了应力区顶板破碎现象,顶板支护...     

应力异常区软弱顶板巷道全锚索支护技术

分析了煤矿锚索在使用中存在的问题,基于高预应力强力支护理论,在应力异常区、顶板软弱、矿压显现剧烈的巷道全断面采用高预应力短锚索支护技术。通过数值模拟对比,得出全锚索支护的预应力大小及作用效果均远优于普通锚杆、锚索支护,并能改善掘进面超前围岩受力状态。在潞新二矿W4203运输巷进行了全锚索支护试验,巷道顶板下沉量与原支护相比减小90%以上,变形得到控制,有效解决了巷道掘进过程中炸帮及大变形等技术问题,锚索间排距增大到1 200mm伊1 400 mm,大幅提高了巷道掘进效率。     

泥岩顶板巷道遇水冒顶机理与支护对策分析

针对煤层巷道开挖和维护过程中,泥岩顶板遇水导致围岩承载性能恶化,易于引起顶板冒顶的特点,以梅花井煤矿112201工作面机巷为例,采用现场实测、实验室试验、理论分析和数值模拟相结合的方法分析了该类顶板易于发生冒顶的机理,研究发现该类顶板发生冒顶前已发生明显离层,顶板锚固体呈现整体垮冒的特点;泥岩组分中富含黏土矿物是产生崩...     

复合顶板软弱煤层巷道破坏及支护应用

复合顶板软岩巷道强度比较低,节理裂隙发育,随着工作面的推进顶板极易破坏冒落,影响煤炭高效开采。利用力学模型分析复合顶板的破坏机理以及影响顶板稳定性的因素,得出软弱岩层巷道顶板肩角处和梁中间处容易发生破坏。举出工程实例,结合围岩破坏机理提出支护措施,并用实践分析支护效果。     

复合顶板应力集中区巷道围岩控制技术研究

为解决三交河矿临空、多层薄煤岩层复合顶板巷道11-1052巷支护难题,探测了顶板煤岩层的厚度和裂隙发育情况,模拟分析了临近工作面采空后巷道围岩的应力集中情况,提出了把厚度小、强度低的复合顶板加固为厚度大、抗变形能力强的类刚性结构顶板的巷道围岩控制技术。井下试验结果表明,巷道围岩变形量小,锚杆锚索受力稳定,解决了该巷道围岩控制难题。     

软弱互层复合顶板动压巷道锚杆索破断规律研究

软弱互层复合顶板动压巷道支护与围岩稳定性控制技术一直是工程现场及科研院所研究的热点及难点问题之一.基于皖北矿区某矿Ⅱ7324N工作面回风巷顶底板岩性及工作面在推进过程中巷道矿压显现规律与锚杆(索)破断特征,判定该巷道属于下软上硬的软弱互层复合顶板动压巷道.针对巷道内锚杆(索)破断特征与规律分3个区域进行分析,总结了降低...     

快速掘进巷道空顶区顶板稳定性分析及支护方案

为解决1226工作面材料巷空顶区顶板易冒落及围岩变形量大的问题,通过对空顶区顶板稳定性进行分析,结合工作面具体情况对合理空顶距离和高性能锚杆的支护参数进行具体设计,并通过矿压观测对支护效果进行检验。结果表明:合理空顶距离为4m,支护方案实施后,有效地控制了巷道围岩的变形。     

含软弱夹层的石灰岩顶板回采巷道支护技术研究

以晋能集团同富新煤业有限公司502辅助运输顺槽为工程背景,根据巷道顶板节理裂隙发育程度和软弱夹层的不同位置对巷道顶板的分类结果,采用数值模拟方法,分析了不同类别的顶板在不同巷道支护方式下的位移变化规律,确定了合理的巷道支护方式,改变工字钢金属支架支护为锚杆锚索支护方式,能够保证巷道围岩的稳定。     

巷道顶板离层指示仪及其应用

介绍LBY型巷道顶板离层指标仪的结构、工作原理和使用方法,以及在煤矿井下巷道的应用情况,分析顶板离层监测在判断巷道顶板的稳定性和安全程度,修改支护设计方面的作用.