掘进工作面过风氧化带顶板支护技术研究

金晖荣泰煤业10号煤层靠近风氧化带,顶板岩性受风化带影响,局部出现黄泥岩,属于不稳定顶板,为解决10号煤层掘进工作面靠近风氧化带顶板支护不稳定性问题,本文分析了10号煤层回采巷道围岩破坏形式,通过数值模拟分析,设计了适合该煤层巷道的支护优化方案,增强了10号煤层靠近风氧化带巷道围岩的稳定性,保证回采巷道过风氧化带时掘进工作安全进行,对于矿井生产具有很大的经济意义。     

沙坪矿浅埋深风氧化带切巷支护技术研究

分析了沙坪矿风氧化带切巷支护难点,提出"二次成巷"掘进方式,降低了切巷支护难度,采用高预紧力锚杆锚索支护切巷,数值模拟了支护后切巷围岩应力和塑性区分布特征,矿压监测结果表明切巷变形量很小。     

软弱破碎岩巷支护参数的选择及其效果分析

针对同煤集团王坪煤业404盘区8403工作面巷道掘进围岩变形严重问题,通过数值模拟软件确定了巷道原岩应力分布状况和塑性区范围,结合破碎围岩经验设计公式,确定了新的支护参数,又对新的支护方案进行了数值模拟分析以及井下现场性矿压观测,结果表明:针对围岩应力区的分布,合理选择支护参数有效改善了围岩应力分布状况,减小了巷道变形位移,保证巷道长期处于稳定。     

孤岛工作面下方大巷围岩支护技术优化

为了解决孤岛工作面下方大巷围岩支护困难问题,基于弹性力学理论对巷道围岩受力进行分析,探讨了巷道围岩塑性区的影响因素,并分析了巷道半径对巷道围岩塑性区的影响,结合计算机数值模拟,对巷道围岩塑性破坏特征与支护技术优化展开研究,分析得出巷道围岩塑性区剪切破坏呈现"X"型特征,基于此,对原有支护方案进行优化设计,沿巷道正中及顶底板左右四角各增打1根长8 m的锚索,综合数值模拟分析与工业性试验监测,结果表明:巷道围岩支护方案优化后可显著降低巷道围岩应力及控制塑性区发育,围岩变形量最大为0.3 m;验证了优化支护方案的可行性,保证了巷道围岩的稳定,改善了孤岛工作面作用下,原支护方案效果需要反复维修,大巷持续变形的现状。     

2-208顺槽断层区域围岩变形特征及控制技术

为保障辛置煤矿2-208运输顺槽近断层区域围岩稳定,采用FLAC3D数值模拟软件进行近断层区域围岩变形特征分析,根据数值模拟结果确定,运输顺槽在近断层区域围岩主要表现为非对称变形,其中靠近断层一帮和底板的变形量及塑性区发育范围相对较大,基于数值模拟结果,确定围岩的支护原则及措施,结合巷道特征进行具体支护方案的设计,并在巷道掘进期间进行表面位移监测。结果表明:支护方案实施后,巷道近断层区域围岩变形量较小,支护方案保障了围岩的稳定。     

巷道围岩变形破坏特征及支护方案研究

为了确保巷道围岩的稳定性,理论分析了巷道围岩变形破坏特征,得出了开挖后巷道围岩变形速率分布及巷道塑性区和原岩应力的关联;数值模拟分析了不同支护条件下巷道垂直应力分布情况及不同滞后支护方案下巷道顶板垂直应力分布,得到了最优支护方案。最后进行现场实测分析,验证了该支护方案的可行性。     

近距离煤层动压巷道补强支护研究

为了解决马兰矿近距离煤层上组煤采动影响下的下组煤巷道破坏严重、难于支护的问题,通过现场调研、数值模拟及理论分析，对巷道掘进后及上组煤回采期间的巷道围岩应力环境进行了分析；并基于此分析，提出原方案+管索组合结构的补强支护方案，对比了原支护方案及补强支护方案的塑性区发育和围岩变形情况。结果表明：补强支护方案下的巷道在掘进、采动影响下围岩的垂直、水平位移分别减少了12.76%、11.09%,17.06%、16.63%，塑性区发育的情况较原支护时也得到了明显改善；管索组合结构补强支护方案具有良好的支护效果，可以有效控制巷道围岩发育。     

近距离煤层回采巷道非对称破坏机理及其控制

近距离煤层开采时,上位煤层的遗留煤柱集中应力会对下位煤层邻近采空区的巷道掘进产生扰动影响。针对下峪口煤矿3#_下煤层回采巷道掘进时产生的非对称变形破坏及支护困难等问题,结合现场地质条件,采用力学分析、数值模拟和现场试验的方法,探究23306_下进风巷掘进期间产生的非对称变形机理,并提出合理的巷道支护参数及工艺,改善了巷道围岩条件。研究结果表明：上位煤层遗留煤柱及本煤层邻近采空区的存在导致巷道围岩主应力方向及大小发生变化,而非均匀的应力分布致使巷道围岩塑性区呈现蝶形破坏,巷道顶板水平应力变化幅度大、剪切应力大,造成巷道顶板极度破碎,顶板至上覆采空区间全为塑性区分布,顶板两侧应力及塑性区的差异性分布是造成巷道非对称变形的主要原因;数值模拟得到煤柱内X-Y,X-Z,Z-Z方向的应力受本煤层邻近采空区的影响较大,巷道两侧应力大小不等,致使巷道产生非对称变形;根据巷道围岩的受力状态、工作面地质条件及支护成本,优化了巷道支护参数,现场应用效果良好。     

煤矿巷道变形破坏特征及支护参数优化

为了确保煤矿巷道的稳定性,采用现场调查、理论分析和数值模拟相结合的方法,现场调查分析了煤矿巷道变形破坏特征,理论分析了巷道锚杆、锚索支护作用,数值模拟研究了不同支护方案下巷道帮部应力监测曲线、巷道围岩位移变化规律及巷道围岩塑性区分布。研究得出,优化后的巷道支护方案具有较好的支护效果。     

厚煤层回采巷道开挖位置选择数值模拟

利用数值模拟软件,分析了厚煤层中巷道不同开挖位置时巷道围岩的稳定性。运用FLAC3D数值模拟软件建立了三维数值计算模型,对沿顶板和底板掘进巷道进行了数值模拟分析。分析了巷道开挖后巷道围岩的位移场、应力场分布和围岩塑性区分布。分析表明,在厚煤层的情况下,巷道布置在顶板的塑性区范围小于在底板时的范围,2种布置方式的应力分布特征变化不大,沿底板掘进时,帮部和顶板的垂直和水平位移都较大。总的来看,巷道布置在顶板优于布置在底板。     

娘姆特煤矿首采工作面运输平巷支护方案数值模拟

娘姆特煤矿首采综放工作面布置在一水平二采区第二区段煤20中,为检验运输平巷支护设计方案的合理性和支护效果,采用FLAC3D数值模拟软件对巷道开挖后未及时支护和采用支护方案支护、巷道围岩的塑性破坏特征、应力分布变化特征及顶板和两帮位移变形特征进行了数值模拟对比分析。结果显示采用支护方案支护后巷道围岩的塑性破坏区域明显减小。     

基于地应力的巷道围岩支护设计及校核

以赵庄二号井2301工作面两侧巷道为工程背景,通过地质勘测、地应力测试、力学分析、数值模拟及矿压观测的方法,对巷道掘进方向及围岩支护方案进行了设计。结果表明:巷道掘进方向与水平构造应力方向相一致时有利于防范底板冲击的发生;第二偏应力和塑性区分布结果验证了支护方案设计的合理性。现场巷道表面收敛位移量均控制在5%以内,为类似条件巷道支护设计提供了借鉴意义。     

对采对掘巷道围岩变形特征及围岩控制研究

针对井下对采对掘过程中巷道不同阶段围岩塑性区扩张引起的变形与支护问题,以斜沟煤矿23108材料巷为研究对象,采用理论分析、数值模拟和现场实测的手段,研究该巷道全生命周期内塑性区的变形特征及变形原因。结果表明：巷道掘进接近、进入叠加动压掘巷阶段(掘至60 m左右),巷道两帮由对称变形转向非对称变形,且顶板、两帮塑性区域面积显著超过底板,巷道掘进至70 m、80 m时出现扩容现象;巷道掘进至沿稳定采空区掘巷阶段,两帮变形逐渐向顶板边角移动;巷道掘进与工作面回采过程中,23108材料巷围岩非均匀劣化,巷道偏应力导致应力分布局部集中。基于巷道出现的扩容变形问题,在原支护方案基础上加强支护,现场试验结果表明加强支护方案满足矿井生产要求。     

地下掘进巷道富水破碎围岩锚杆支护参数优化

针对矿山掘进巷道富水破碎区支护方案不合理,出现冒顶、片帮等问题,以1 660 m水平YM-Ⅱ巷道迎头大理岩破碎区为工程背景,进行巷道支护参数优化研究。为了合理有效地支护巷道和降低支护成本,结合现场实际建立巷道模型,采用正交试验设计的支护方案,利用FLAC^3D数值模拟软件模拟计算,通过模拟结果对比分析巷道围岩的稳定性。结果表明：锚杆长度主要影响巷道围岩变形量,锚杆间排距主要影响是巷道围岩破坏情况;最优支护方案为锚杆直径40 mm、长度1.8 m、间排距0.9 m×0.9 m,可减少巷道围岩位移量70.77%、塑性区体积63.91%、垂直应力12.96%,有效控制巷道围岩稳定性,为矿山安全生产提供保证。研究结果可为富水破碎区围岩巷道支护设计和地压治理提供参考。     

千米深井软岩煤巷支护方式数值模拟研究

采用数值模拟软件FLAC5.0对淮南矿业集团朱集矿-870m煤层回风大巷不同的支护方案进行了模拟,对比分析不同支护方案的围岩塑性区分布情况、围岩应力分布特征以及围岩变形特点,得出深井高应力巷道安全控制应以组合支护为主,并提出在巷道周边围岩构建闭式承载结构的思路,对深部巷道的围岩稳定性控制具有一定的指导意义。     

基于数值分析的巷道支护参数优化研究

本文以某煤矿巷道顶底板围岩控制问题为工程背景,利用FLAC3D数值分析软件模拟了五种不同支护状态下的巷道掘进过程,对比分析了不同支护方案下巷道围岩的变形状态和塑性区分布状态。最终确定了适合该矿巷道顶底板围岩稳定控制的支护方案,并在现场得到较好验证。本文中确定合理支护方案所采用的数值分析方法及其结论可以为解决类似条件下的巷道支护问题提供参考。     

试验巷道不同支护方案下FLAC~(3D)模拟分析

以某矿1308掘进工作面为研究对象,在掘进巷道支护形式与参数合理选择的研究中,科学地对比了不同支护方案下数值模拟。根据煤层的地质条件与顶底板的情况,对巷道围岩垂直应力、水平应力、巷道围岩变形量进行了数值模拟分析,得到了该巷道变形应力场、位移场,从而为该工作面掘进巷道支护方案的优化提供了理论依据。     

复杂地质条件下沿空掘巷锚网索支护技术研究

基于任楼煤矿7259风巷地质条件和围岩特性,在原有支护方案的基础上,提出了高帮锚索强化围岩的高预应力锚网索带新支护方案;采用FLAC软件,对2种支护方式下沿空巷道在回采期间巷道围岩应力和位移变化特征进行了数值模拟分析,为沿空掘巷参数设计提供了参考。     

软岩巷道围岩控制技术

为解决朱仙庄矿采用锚网喷+全封闭29U可缩支架支护巷道围岩变形量大、支护结构破坏严重的难题,提出了锚网喷+全封闭29U高强支架为核心的支护方案,并采用FLAC3D数值模拟软件对不同支护方式下的巷道围岩应力分布、位移和塑性区特征进行了对比分析。数值模拟结果显示锚网喷+全封闭29U高强支架支护巷道围岩应力集中区更靠近巷道中心,位移和塑性区范围均较小。工程实践表明,锚网初喷+全封闭29U高强支架支护巷道两帮收敛量和顶底板移近量的最大值分别为155 mm和270 mm,在矿压观测后期,巷道日变形量小于0.2 mm/d。     

高应力深部巷道围岩变形特征与控制技术研究

分析了高应力深部巷道围岩变形特征与控制技术,采用FLAC^3D数值模拟软件,分析了巷道垂直位移变化规律以及围岩塑性区扩展规律;依据高应力深部巷道围岩变形特征,设计了以锚注为主要支护方式的耦合支护体系,并对改良后的支护方式进行了验证。研究得出,采用锚注和高强度预应力锚杆耦合支护方案,巷道围岩变形得到了有效控制。