坚硬顶板沿空留巷巷旁“让-抗”支护机理

坚硬顶板条件下沿空留巷,工作面顶板悬顶距大,悬顶时间长,巷旁支护体将承受较大的压力,支护体易发生变形和破坏。通过建立坚硬顶板沿空留巷巷旁支护力学模型及对顶板不同运动阶段支护体内应力分布和围岩变形数值模拟,结果表明：在顶板岩层运动早期支护体应具有较大的可缩量,在保持支护体本身不遭受严重损坏的前提下,允许顶板产生一定下沉,以释放掉一定的顶板压力;在顶板岩层运动后期支护体应具有较高的支护阻力,抵抗坚硬顶板部分重量并进行断顶。提出了不等强充填体(上软下硬材料组合而成)支护方式,在坚硬顶板条件下采用该支护方式能较好地实现沿空留巷开采技术。     

沿空留巷巷旁支护载荷的确定

从工作面板分为９个类级入手，到最后缩分，重新组合为悬伸于采空区上方为主要依据的４种类型，依次给出了沿空留巷巷旁支护的载荷推算方法，经过开滦矿务局唐山矿和林西矿的实践验证，认为是可行的。     

沿空留巷巷旁锚索加强支护与参数优化

在分析目前沿空留巷技术存在问题的基础上，从提高巷道围岩自我承载能力入手，提出了巷内采用锚杆支护、巷旁采用锚索加强支护技术。该技术在朱庄矿进行了工程实践，巷道围岩位移显著减小，由此说明巷内锚杆参数优化后，能够改善围岩的应力状态，提高围岩的整体稳定性。     

沿空留巷巷旁充填支护阻力计算模型

基于现场实际观测结果 ,分析研究了沿空留巷顶板岩层运动的过程及充填体受力特征 ,根据充填体与顶板相互作用原理 ,确定了巷旁充填体支护阻力的计算原则 ,并建立了相应的支护阻力计算模型。     

薄煤层坚硬顶板沿空留巷防漏风柔性支护技术

为解决薄煤层坚硬顶板条件下沿空留巷内新鲜风漏向采空区,引起采空区发火的问题,建立了坚硬顶板沿空留巷力学结构模型,提出矸石带+钢筋+喷浆的巷旁柔性支护方式,并采用实验室试验的方法验证了该支护方式的支护效果,同时在姜家湾煤矿2109巷道进行现场试验。结果表明:矸石带+钢筋+喷浆的巷旁柔性支护方式具有较好的可缩性,在顶板早期运动阶段,允许顶板产生一定变形释放压力;而在后期运动阶段,喷浆材料能较好地附着在支护体表面,顶底板、两帮最大移近量分别为230、170 mm,巷道内CO含量为0,消除了采空区发火的隐患。     

薄煤层坚硬顶板工作面沿空留巷技术实践

为选择合理的沿空留巷巷旁支护方式和参数,基于北徐楼矿薄煤层坚硬顶板地质技术条件,通过对比分析3种沿空留巷方案,选取在巷内采用工字钢棚加单体支柱支护、巷旁垒砌矸石带加强支护的方法进行沿空留巷,并优化设计了留巷参数,当梯形棚间距为0.8 m,矸石带宽度为3m时能够有效地解决了坚硬顶板难切顶问题,通过留巷试验,工作面超前明显影响范围为16.3 m,巷道断面收缩率平均为19.78%,能够满足下个工作面生产的要求。     

沿空留巷巷旁柔模支护技术的优化设计

为了提高煤炭采出率,提高沿空留巷的稳定性,以成庄煤矿为例,将柔模支护技术应用到沿空留巷巷旁支护中。通过沿空留巷断面、巷旁支护参数,对柔模支护技术的施工工艺进行了设计,结合沿空留巷压力对墙体承载力和抗滑稳定性验算,对该技术的可行性进行了分析。结果表明,采用柔模支护技术,墙体的承载力大于沿空留巷压力,并且墙体的抗滑稳定性达到设计要求,因此,该技术完全满足生产要求,并具有显著的经济效益。     

锚杆支护巷旁充填沿空留巷技术研究

研究了锚杆支护巷道沿空留巷的支护与围岩相互作用关系，尤其是巷内锚杆支护对沿空留巷顶板及煤帮的作用机理，为沿空留巷围岩控制提供理论依据。结合工程实例，介绍成功应用锚杆支护、沿空留巷的工程实践。     

沿空留巷巷旁充填支护变形控制技术

针对沿空留巷巷旁充填支护存在承压、侧向变形等问题,进行矿压和墙体受力分析,采取有效的控制技术,在实践中达到了预期的效果。     

深井沿空留巷充填区顶板支护技术

针对深井高地应力条件下沿空留巷过程中沿空巷道直接顶顶板松散、破碎、长期大变形的现象,提出了沿空巷道充填区顶板支护成套技术。该技术包括沿空巷道围岩时间、空间非线性变化规律,充填区顶板受力特性和分区域支护。在分析深井巷道围岩运移规律和充填区直接顶受力特性基础上,认为充填区直接顶为顶板控制的关键区域之一。将充填区顶板细化为4部分:实体煤区域,超前撕帮区域,工作面液压支架区域和已充填区域,并分别提出针对性的支护技术。经朱集1111(1)工作面沿空留巷工业实践检验,效果良好。理论成果对于相似条件的工程具有借鉴指导意义。     

无人工巷旁充填沿空留巷支护技术与工艺研究

利用矿山压力基础理论、锚杆支护设计理论方法,综合目前高地压支护围岩松动圈理论,根据相近地段采样的标本进行数值模拟计算,比照沿空掘巷的支护方案,结合回采巷道维修时被动支护方案的比较分析,融合巷道岩层深部的岩体力学特性,选择合理的巷道围岩控制方法及锚梁网支护技术参数、单体液压支柱配合十字铰接顶梁,回采期间还预埋注浆锚杆并采用迈步垛式支架控制顶板急速下沉,形成网矸墙。通过现场矿压观测,修正了支护参数,找到了解决邢台矿区沿空留巷支护的方法,使所留巷道的支护经济、稳定、可靠。减少顶板事故,降低维修费用和维护时间,达到安全高效的目的。     

深部矿井沿空留巷围岩控制技术研究

针对深部矿井沿空留巷围岩变形严重的问题,以海石湾煤矿6113工作面运输巷沿空留巷为工程背景,采用数值模拟和理论分析的方法,研究了深部沿空留巷围岩位移、塑性区等演化规律,得到:充填体宽度2.5m,配合巷内基本支护、巷内超前支架、工作面后方单体液压支柱加强支护,充填区域顶板采用锚杆、锚索加强支护,巷道变形得到了有效控制,深部沿空留巷取得成功,为类似条件沿空留巷提供参考。     

深井大断面沿空掘巷围岩支护技术研究

针对湖西矿深井厚煤层大断面沿空掘巷出现的两帮整体外鼓、底鼓严重等问题,在现场调研、数值模拟的基础上,认为原岩应力高、巷道两帮岩性差、支护结构及参数不合理等是导致巷道变形破坏的主要原因,且小煤柱是整个沿空掘巷保持稳定的关键。据此针对深井厚煤层大断面沿空掘巷围岩结构特点,提出了"高强预应力让压锚杆+补强鸟巢锚索"联合支护方案,经现场监测发现,该支护方案有效地控制了沿空巷道围岩的变形,解决了原支护需多次扩帮、卧底的难题,确保了工作面正常生产。     

沿空留巷整体浇注护巷带围岩控制技术

介绍了我国沿空留巷整体浇注护巷带发展历程及其围岩控制技术理论基础,分析了整体浇注护巷带在绿色开采体系中的地位,指出存在的主要问题是机械化水平较低、充填系统相对复杂、成形效果与漏风的控制不是十分理想,对护巷带周围煤岩应力分布规律研究不够深入。在此基础上,提出应重视并加强护巷带不连续面结构分析,采用非等强支护技术发展沿空留巷整体浇注护巷带技术的建议。     

新型高水材料巷旁充填沿空留巷技术

对新型高水速凝材料特性进行了试验分析,将新型高水材料作为沿空留巷巷旁充填材料,利用水力泵送充填工艺,工艺实施过程中充填袋、锚栓、大型自移式充填支架和充填体位置的确定发挥了关键技术作用。在邯矿集团进行了工业性试验,取得了良好的充填留巷效果,沿空留巷巷旁充填技术的可靠性得到大幅度提高,具有很高的推广应用价值。     

沿空留巷技术的应用

阐述了沿空留巷技术在煤矿回采过程中的施工工艺及留巷支护方式,为煤矿生产提供了很好的经验和方法,保障了煤矿的安全生产和经济效益。     

高支承压力区沿空留巷充填体强化支护的数值模拟研究

结合东荣二矿18层右五面沿空留巷具体地质条件和支护工程实践,得出充填支护体承受荷载大且强度低,垂向应力超限而发生破坏,提出加强充填支护体强度和减少荷载的措施。通过FLAC3D进行数值优化,确定强化支护方式参数:缓冲层厚度为200mm;单体支柱排距为0.6m;充填体采用双预应力锚杆钢带强化,锚杆间排距为0.6m×1.0m,锚杆预应力为20kN;充填支护体顶部为水平,并用钢丝网强化。通过分析对比原支护方式和强化支护方式下沿空留巷围岩的稳定性,可以看出强化支护方式提高了充填支护体的强度,减少了充填支护体的变形量,维持了巷道围岩稳定。     

沿空顺槽注浆加固技术探究

针对沿空顺槽巷道顶底板与煤层位移不同步造成的巷道围岩大变形,基于提高围岩强度理论,进行了煤体锚杆注浆加固支护方式探究,结果表明,该支护方式能够将巷道周边煤体形成煤岩混合胶结物,大幅提高煤体弹性模量,提高锚杆支护效果,有效控制沿空顺槽因顶底板与煤层位移不同步造成的巷道大变形。     

厚煤层切顶留巷散体帮挡矸支护技术现场试验研究

为了探究更为有效的散体帮控制方法,以柠条塔煤矿切顶留巷开采工业性试验为工程背景,分别设计了2种挡矸支护方案,并对2种方案支护条件下的散体帮移近量及侧向压力进行了对比分析。结果表明:挡矸支护采用墩式护帮支架比单体斜撑侧向压力小且控制巷旁侧向移近量效果明显。研究结果为切顶留巷开采过程中的散体帮变形控制提供了一种新的支护思路。