复采动压扰动下巷道交岔点围岩力学响应及控制分析

对旧采区进行复采时工作面会多次穿越空巷。过空巷时回采巷道与空巷会形成多个交岔点。交岔点附近回采巷道变形大、交岔点处顶板冒落、两帮破碎是复采回采巷道稳定性的主要问题。圣华煤业现场统计观测表明,在超前支承压力作用下交岔点附近巷道变形严重、空巷冒落次数增加,围岩破碎。建立了交岔点围岩应力分布的力学模型,分析了交岔点处围岩应力分布情况,结合现场实测和相似模拟等综合手段给出了交岔点处煤柱压碎区的范围。分析了交岔点处围岩变形与破坏规律,提出了交岔点跨度的计算方法。现场实测表明设计支护强度能够保证巷道支护安全。     

巷道交岔点锚索U钢梁联合支护的应用研究

基于分析巷道交岔点围岩变形破坏机理,对巷道交岔点支护方案进行了比较分析,提出将锚索U钢梁联合支护应用于巷道交岔点,并对巷道交岔点进行了支护设计。方案实施后,利用十字观测法,对巷道围岩变形进行了观测,顶底板最大移近量为70 mm,两帮最大移近量为61 mm。巷道交岔点成型后,顶板无网片开裂现象,锚索U钢梁联合支护效果较好。     

复合顶板切顶沿空留巷围岩变形分区及耦合支护技术

为解决复合顶板切顶沿空留巷围岩存在顶板易破碎、下沉量大等问题,以龙滩煤矿3124S工作面风巷为工程背景,基于复合顶板切顶沿空留巷顶板变形监测结果,研究了复合顶板切顶沿空留巷围岩变形特征,揭示了留巷巷道复合顶板变形破坏机理,同时,根据围岩变形特征提出了分区域多介质耦合支护技术。结果表明,分区域多介质耦合支护技术可有效控制顶板变形,顶板最大下沉量约为62mm,降低了60%～75%,留巷效率提升了15%～40%,保障了工作面的快速推进。     

大断面交岔点顶板变形与加固控制技术研究

针对交岔点断面大,厚复合顶板,顶板淋水大等实际情况,模拟分析了交岔点巷道围岩变形及应力分布特征,得到在交岔点顶板受较大的水平应力,在交岔点岩柱上垂直应力最大．提出对交岔点项板采用化学加固封堵顶板水和锚索补强支护,能充分发挥锚岩支护体的整体承载能力．工程应用表明,对交岔点顶板采用化学加固和锚索补强支护后,有效地控制了交岔点围岩变形,取得了较好的技术效果．     

突出煤层工作面沿空留巷修复技术

为解决卧龙湖煤矿103工作面上下巷留巷期间墙体开裂、巷道顶板下沉量及底鼓量均大等问题,采用理论分析和现场实践相结合的方法,提出了巷道全断面挑棚支护、留巷墙体喷浆加固、局部顶板破碎地段架设工字钢棚、加打底板锚杆等支护技术措施。结果表明：距离102、104工作面0～60 m,巷道两帮平均移近量500 mm,巷道围岩变形剧烈;在60～150 m段,巷道两帮平均移近量120 mm,巷道围岩变形缓和,两巷在整个工作面回采服务期间能满足现场生产需要。     

孤岛煤柱下大断面石门交岔点加固技术研究

为解决孤岛煤柱下大断面交岔点的支护技术难题,针对某矿南大巷轨道石门交岔点的采矿地质条件和变形破坏特征,分析了孤岛煤柱下大断面交岔点失稳破坏的原因,提出了全断面锚注加固、渐变大断面过渡区棚索耦合支护、牛鼻子分岔段双控锚杆索协同支护、底板高强锚网索支护相结合的复合支护方式。实践结果表明,此类复合支护方式可以有效控制孤岛煤柱下大断面交岔点的围岩变形。     

大埋深破碎围岩巷道变形控制技术

120801运输巷受埋深大、上覆11号煤层采动等多重因素影响,导致巷道围岩破碎、支护难度大。结合现场条件,提出采用中空注浆锚杆+高强柔性金属网+工字钢架棚组合支护方式控制围岩变形。在巷道顶板采用涨壳式终孔注浆锚杆并配合注浆,提升顶板岩体整体稳定性及承载能力,加强锚杆围岩控制效果;巷道顶板及巷帮均铺设TECCO高强度柔性金属网,给巷道壁较大的支护作用力;按照1 000 mm棚距架设钢棚,进一步提升护表强度。现场应用后,120801运输巷顶底板、两帮最大移近量分别为66 mm, 58 mm,锚杆、架棚等支护体系均未出现失效、变形等问题,巷道围岩变形量较小,实现了深部破碎围岩巷道变形的有效控制。     

综采工作面运输巷矿压观测及其稳定性评价

针对火铺矿21126综采工作面运输巷道在原支护方式下围岩位移变形量大、维护成本高等问题,基于普氏自然平衡拱理论对支护参数进行了校核计算,并对支护结构进行了对比优化设计。在21126综采工作面回采期间,采用数字式压力计、顶板离层仪和围岩表面位移十字观测法分别对工作面运输巷的矿压显现进行了观测,支承压力峰值时的应力集中系数约为1.23,巷道围岩表面的顶底板最大位移量分别约为135 mm和102 mm,优化后的支护方案能够有效控制巷道应力集中和位移变形,支护后的运输巷总体稳定。     

塔拉壕矿3203辅运巷顶板变形破坏机理及支护技术研究

针对塔拉壕矿3203辅运巷围岩稳定与支护问题,通过现场实测和数值模拟分析了辅运巷的围岩变形破坏特征及其机理。结果表明:在工作面后方,巷道围岩开始出现变形破坏,随着工作面推进,破坏程度逐渐变大,当工作面推进300~400m后,巷道围岩开始趋于稳定。为防止发生冒顶事故,根据辅运巷顶板塑性破坏规律,提出了顶板分类补强支护措施,选择合理补打锚索、架棚支护等支护措施,以保证巷道安全。     

注浆锚索在沿空留巷工作面超前支护中的应用研究

为解决煤矿超前支护工序繁琐、劳动强度大、影响工作面快速推进以及超前液压支架破坏顶板锚杆（索）严重等问题,以古汉山矿1604工作面运输巷为工程背景,理论分析了工作面超前巷道围岩变形特征和注浆锚索支护原理,提出在工作面超前巷道采用锚注支护技术,取消原工作面超前液压支架,减小了单体支柱支柱密度,并在现场进行了工业性试验。试验结果表明,工作面超前巷道顶板实施注浆锚索后,顶板围岩裂隙内浆液充填范围广;超前巷道受工作面支承压力和采动影响后,巷道变形不明显;进入沿空留巷后,留巷实体煤帮最大移近量为276 mm,采空区帮最大移近量为216 mm,顶板最大移近量为225 mm,底板最大鼓起量为164 mm,顶板控制效果较好。     

深部中厚煤层切顶留巷围岩变形规律与控制研究

为保证切顶卸压沿空留巷技术在深部中厚煤层中成功应用,综合运用理论分析、现场实测及数值模拟等方法对沿空巷道围岩结构变形规律及控制技术进行探索。研究结果表明:实施切顶卸压后,巷道受超前集中应力影响的范围和强度均有所降低;巷道围岩呈现稳定时间长及持续变形2大特点;滞后工作面距离大于440 m的巷道围岩基本稳定。在顶板初始运动阶段采用"恒阻锚索+单体棚"进行超前支护,顶板剧烈运动阶段采取"液压抬棚支架+单体棚"进行加强支护,顶板缓慢运动阶段回撤抬棚支架与单体,顶板相对稳定阶段加强断层带及硐室交岔口支护,碎石帮采用可伸缩性挡矸U型钢挡矸支护,可有效控制留巷围岩变形,成巷效果好。     

杜家沟煤业八采区回风巷软弱围岩控制技术

针对杜家沟煤业八采区回风巷在原有支护方案下围岩变形量大及掘进易冒顶的问题,通过分析巷道围岩变形破坏机理,得出巷道原有U型钢棚支护阻力不足,根据巷道变形原因提出采用超前管棚+U型钢棚+注浆加固的支护技术。结果表明:支护方案实施后,顶底板及两帮的最大移近量分别为170 mm和133 mm,掘进工作面无冒顶现象出现,保证了巷道围岩的稳定。     

深井孤岛煤柱工作面沿空留巷支护技术研究

以车集煤矿深井孤岛煤柱工作面为工程背景，探究深井高应力孤岛煤柱工作面沿空留巷充填体—围岩变形机理；构建沿空留巷围岩力学结构模型，计算出沿空留巷支护所需充填体的宽度及强度，并通过FLAC^3D软件模拟、现场监测验证了充填体宽度和强度的合理性。研究结果表明：孤岛煤柱工作面沿空留巷采用高水充填材料巷旁充填技术，以充填袋成形方式进行充填，可使充填体有效接顶；采用“锚杆锚索联合支护+巷旁充填体”方式进行煤柱中巷支护时，合理的充填体宽度为4.0 m,应力达到8.0 MPa时巷道变形趋于稳定。现场监测结果表明：23下工作面开采30 d内，煤柱中巷最大顶板下沉量不超过50 mm,充填体帮部变形不超过40 mm;回采结束后30 d内，顶板下沉量不超过20 mm,充填体帮部变形量最大为348 mm,煤帮变形量较小，最大处为150 mm,沿空留巷效果良好。     

大断面切巷支护技术应用

针对长春兴煤矿307工作面切巷施工期间受煤层赋存、围岩应力影响,切巷在施工过程中很容易出现顶板破碎、冒漏等现象。采用FLAC^3D数值模拟分析307工作面切巷支护过程中围岩塑性分布区和水平应力分布区,提出了“桁架锚索+恒阻锚索+柔性纤维网+水力膨胀锚杆”协同支护技术。实际应用效果表明：采取联合支护技术后顶板最大下沉量为76 mm,回采侧巷帮最大鼓出量为30 mm,达到了控制巷道围岩变形的目的。     

协同锚固技术在“倒梯形”断面煤巷支护中的应用

针对新桥煤矿2502综采工作面巷道“倒梯形”断面不对称造成的巷顶围岩变形破碎异常,为采取合理支护方案,根据工作面赋存特征及围岩力学性质,通过理论及FLAC数值模拟分析巷道围岩应力分布特征,提出巷道支护方案:顶板采用“锚网带+锚索梁”、两帮采用“锚网带”的协同锚固支护方式。经成巷后断面收敛及顶板离层观测,巷顶下沉量稳定在79 mm左右,离层量稳定在19 mm,表明巷道围岩得到有效控制。     

复杂膨胀性围岩条件下交岔点支护技术研究

针对复杂膨胀性围岩条件下交岔点高应力集中区围岩稳定性控制和支护技术难题,通过对交岔点围岩变形表现形式、交岔点围岩变形机理的研究分析,提出了交岔点支护难点及重点。基于围岩控制理论分析,提出了“有限让压的柔性支护+全断面封闭抗压的刚性支护技术”,前期柔性支护采用“高强、高预应力锚杆+锚索+喷浆”联合支护有限度控制围岩变形,允许围岩在可控范围内释放围岩应力|后期通过架设异形支架与支撑架组成的联合支护体并喷射混凝土对交岔点围岩进行全断面封闭抗压支护,有效控制巷道交岔点围岩的变形。确保了交岔点围岩变形的整体可控性、稳定性,达到了预期支护效果。     

综放开采沿空留巷围岩控制技术研究

为了提高矿井煤炭回收率并缓解采面采掘接替紧张局面,针对三元煤矿4305综放工作面沿空留巷围岩控制存在的问题,提出以超前切顶卸压+顶板补强支护+巷帮挡矸支护+采后临时支护为核心的围岩控制技术。现场应用后,留巷段顶板、底板及巷帮位移量分别为88 mm、29 mm及65 mm,同时可多回收煤炭约36万t。     

深井大断面交岔点变形机理及稳定性控制研究

为解决夹河煤矿深部大断面3号交岔点难以支护的问题,分析可知3号交岔点变形破坏的主要原因是高地应力、开挖扰动以及支护体和围岩强度与结构的不耦合,据此提出了锚网喷+锚索+底角锚杆+中间岩柱双控锚索的耦合支护技术,现场应用表明:采用锚网索耦合支护技术后3号交岔点顶底板最大移近量为69 mm,两帮最大移近量为45 mm,3号交岔点变形得到了有效控制。     

长综放工作面沿空留巷变形规律及控制技术研究

为研究长综放工作面回采时的巷道围岩变形规律,针对长综放工作面沿空留巷超前压力大、变形破坏明显等问题,采用理论分析、数值模拟及工业性实验的方法,对长综放工作面沿空留巷破坏特征与围岩应力分布进行分析,得出巷道应力分布以及变形规律,并对现有的支护方案进行优化.通过分析古城煤矿综放工作面沿空留巷围岩变形以及应力转移情况,提出顶板超前"一梁三柱"支护并补打顶锚索、煤帮补打短锚索的补强方案.应用结果表明,采用该方案后,巷道底鼓变形最大值为200 mm,煤帮鼓出量约为80mm,整体支护效果良好.     

综放工作面沿空留巷合理巷道参数的数值模拟

为有效降低巷道掘进工程量、提高煤炭资源回收率,文章以南阳煤矿3206综放工作面进风巷沿空留巷工程为背景,通过数值模拟、现场实测的方法,分析了不同留巷宽度、巷旁支护宽度条件下巷道围岩的变形特征,确定了综放沿空留巷的合理巷道参数,主要得到如下结论：1）巷道顶板、底板整体呈现中部垂直变形大、两端垂直变形小的非对称变形特征,且巷旁充填帮侧的顶板垂直变形明显大于实体煤帮的顶板垂直变形;2）巷道巷旁支护帮与实体煤帮整体呈现上部水平变形大、下部水平变形小的变形特征,即巷道顶板侧巷道帮部的水平变形明显大于巷道底板侧巷道帮部的水平变形;3）当留巷宽度为3600mm、巷旁支护宽度为1400mm时,巷道最大顶板下沉量、底板鼓起量、巷旁支护帮变形量和实体煤帮变形量分别为117.76mm、-0.94mm、53.24mm和38.37mm,均最小;4)3206综放沿空留巷的合理留巷宽度为3600mm,合理巷旁支护宽度为1400mm,经现场实践表明,巷道围岩变形小,留巷效果良好。