深部回采巷道围岩破坏机制及控制技术

针对深部高应力回采巷道在开挖支护后围岩所表现的变形量大、收敛速率快、持续变形时间长的特点,以某矿3309工作面煤巷为研究背景,详细分析了该巷道破坏特征及破坏机制,并针对此类巷道提出了"改善围岩力学性质"及"提高支护结构耦合性"的控制对策。结果表明,采用新支护技术方案对比原支护能有效抑制围岩塑性区的发展,降低围岩变形量。     

深井大断面软岩巷道顶板破坏机理与控制技术

针对深井大断面软岩巷道顶板严重破坏难以形成承载结构的难题,采用现场调研实测、理论分析及数值模拟方法,研究巷道断面尺寸变化对顶板的应力场、位移场、塑性区影响规律,阐明其顶板破坏机制,提出深井大断面软岩巷道顶板"多支护结构体"支护技术,将锚网喷形成的外圈支护结构和高强度U型钢支架形成的内圈承载结构组合起来,形成高强度、高刚度的锚壳支护结构,有效控制了深井大断面软岩巷道顶板变形,现场应用效果良好。     

深井直角梯形回采巷道变形破坏规律与控制技术

深井倾斜煤层巷道沿顶板掘进形成的断面为直角梯形,针对该类巷道回采过程中的围岩非对称变形和控制问题,以74104工作面直角梯形巷道为工程背景,采用现场实测、理论分析和数值模拟的方法对深井采动影响下直角梯形巷道的变形破坏规律与控制技术进行研究。研究表明：非对称变形破坏主要表现在高低帮变形非对称、高低帮煤壁上下部变形破坏非对称和顶底板变形沿巷道中线非对称3方面,直角梯形巷道的典型破坏方式为高帮上部滑移;采动导致的非对称应力是巷道非对称变形的直接原因,A区(高帮侧采空+低帮侧采动)直角梯形巷道高低帮应力差异可达18.59 MPa,高低帮应力差异与巷道非对称变形呈正相关;直角梯形巷道顶板最大下沉位置向高帮侧偏移,底板最大底鼓位置向低帮侧偏移,高帮变形量显著大于低帮,变形控制重点为高帮侧煤柱;提出“联合支护+高帮补强+低帮卸压”的巷道围岩控制方法满足安全生产要求,现场应用效果较好。     

厚煤层大断面回采巷道围岩控制技术研究

本文针对厚煤层大断面回采巷道围岩控制难题,结合现场实际地质及生产技术条件,采用工程类比方法确定锚网索带联合支护形式,采用悬吊理论进行参数验算,并通过支护工艺要求保证工程质量。现场实践取得良好的经济技术效果。     

深井大断面巷道围岩破坏机理及控制研究

针对深井大断面巷道围岩破碎难以形成承载结构的控制难题,以五家沟矿为背景,采用现场观测、理论分析及数值模拟等方法,通过研究800m深井条件下不同断面巷道的围岩应力、变形及破碎顶板的破坏规律,可知巷道断面的增大致使围岩中容易积聚较高的应力值,进而对巷道围岩破坏起到了主导作用。提出了"锚网梁+U型钢支架+喷浆"的联合支护方案,现场实施后围岩变形明显减小,巷道围岩处于稳定状态。     

大断面回采巷道围岩破坏特征及控制对策

为了解决大断面巷道支护难题,以山西某矿工作面运输平巷为工程背景,采用FLAC3D数值模拟软件分析不同巷道高度和宽度时,巷道围岩塑性区和表面位移的变化结果,并确定巷道支护参数。研究得出:在进行大断面巷道支护设计时,对高帮巷道应加强帮部支护,对大跨度巷道应加强顶板控制。现场实测表明,大断面回采巷道采用锚网索联合支护能够保证围岩稳定。     

千米深井大断面软岩巷道联合控制技术

针对邢东矿千米深井大断面软岩巷道围岩持续变形的控制难题,分析了-980 m大巷变形失稳的主要原因,并结合现场地质生产条件,提出多维联合支护技术,即“锚网梁+U型钢支架十喷浆、壁后注浆”的综合治理方案.现场实践表明,采用该方案2个月后巷道变形趋于平稳,顶板最大下沉量88 mm,两帮移近量207 mm,底臌量92 mm,有效解决了-980m大巷持续变形失稳的难题.     

大采高小煤柱回采巷道围岩破坏特点及控制技术

针对大采高小煤柱回采巷道围岩变形量大且不均匀等特点,在对已有比较成熟锚杆支护理论进行对比分析的基础上,进一步从理论角度对大采高小煤柱回采巷道锚杆对围岩的作用力进行了分析,并总结了此类回采巷道的围岩控制机理。大采高小煤柱回采巷道保持围岩稳定的关键是提高帮部煤岩体的承载能力。     

千米深井大断面一次爆破成巷及围岩控制技术

为解决千米深井高应力大断面巷道掘进速度缓慢及巷道围岩控制难度大的问题,采用地应力测试、数值模拟及现场观测的方法,分别对大断面巷道分阶梯爆破成巷和一次爆破成巷的围岩应力、位移及塑性破坏特征进行了研究,并对2种成巷方式采用同种支护条件下巷道表面位移进行观测.结果表明:一次爆破成巷避免了爆破扰动对巷道围岩多次爆破扰动破坏,巷道围岩变形相对容易控制,且施工工艺较简单,掘进速度可由0.67 m/d提高至2.00～3.00 m/d.     

留巷巷道变形破坏机理及控制技术

针对留巷巷道围岩变形破坏难题,采用理论分析、数值模拟及现场实测等相结合的研究方法,揭示了留巷巷道围岩变形破坏特征和机理,提出了留巷巷道注浆加固方案。对注浆加固方案进行了现场试验,试验结果表明,采用注浆加固和强力锚杆锚索支护后巷道围岩完整性较好,巷道变形完全控制在要求范围内,达到了支护效果。     

松软煤层泥岩顶板大断面回采巷道围岩控制技术

针对长平矿五盘区埋深大、构造发育、煤岩体整体差、回采巷道围岩变形控制难度大等问题,结合53022和53023巷地质情况,分析了巷道围岩结构特征和变形原因,通过采用高预应力高强锚杆支护,并在预紧力不达标、巷道变形增大、裂隙发育、构造影响区及时采取注浆加固措施。试验表明:巷道围岩裂隙充填密实,巷道围岩变形得到有效控制。     

深埋大断面半煤回采巷道围岩控制技术研究

在分析阳煤五矿赵家分区深埋大断面半煤回采巷道变形严重、支护失效原因的基础上,提出了将矩形断面顶角改为微拱形、调整锚杆参数以及施加底角锚索的方案,并利用FLAC3D数值模拟技术对新旧方案进行模拟分析,优化围岩控制措施,验证了支护方案的可行性。现场工业性试验表明:深埋大断面条件下,开挖顶角微拱形巷道后,先进行喷浆防风化再进行锚杆锚索+底角锚索的联合支护,可有效改善围岩受力情况,控制围岩变形,充分发挥锚杆锚索的支护作用,达到矿井安全高效生产的要求。     

强采动大断面煤层巷道破坏特征及协同控制技术

为了解决强采动大断面煤层巷道围岩控制难题,以王庄煤矿9107工作面回采巷道为研究对象,采用现场调查、理论分析和数值计算方法,对回风顺槽变形破坏特征和矿压显现规律分析,揭示强采动大断面煤层巷道围岩失稳机理,提出回采巷道顶板锚杆-锚索、巷帮强力锚杆的协同支护机理和方式,提出优化支护方式、参数,得到回采巷道围岩控制技术.工程实践表明:采用锚杆-锚索耦合支护结构,有效地解决了大断面破碎回采巷道的控制问题.     

高瓦斯多巷系统回采巷道布置方法研究

为了解决高瓦斯煤层两进两回通风方法中外圈巷道维护困难的问题,综合应用理论分析、数值模拟和现场实测等方法研究分析了：① 巷道群及煤柱在掘巷、一侧采动、两侧采动后围岩应力演化规律和巷道变形特征;② 煤柱宽度对巷道围岩稳定的影响规律。揭示了在两侧采动条件下、煤柱内巷道及煤柱本身变形稳定机理,提出了一种高瓦斯、厚煤层两进两回回采工作面接续的巷道布置新方法,即：第1个工作面外圈巷道作第2个工作面内圈巷道使用,采用宽煤柱护巷;第1个工作面回采稳定后,在区段宽煤柱内沿采空区边缘布置第2个工作面瓦排巷,采用小煤柱护巷;新布置方法缩短了工作面外圈巷道的服务年限,显著改善了巷道围岩应力环境和维护状况,提高了资源回收率和巷道系统可靠性。现场应用效果表明,新的布置方法有效控制了两侧采动支承压力作用下煤柱内巷道围岩变形。     

深井回采巷道围岩稳定性分类及其控制技术

基于实验室试验、数值模拟计算、现场实测及力学理论分析等综合研究方法,研究深井回采巷道围岩变形力学特征及其影响因素,采用模糊聚类法对深井回采巷道围岩稳定性进行整体分类,再结合巷道顶底板与两帮围岩的岩性情况,进行巷道围岩次分类研究,由此提出适合深井回采巷道稳定性控制原则。     

深井沿空留巷非对称破坏机制与控制技术研究

针对深井沿空留巷围岩非对称变形与控制难题,综合现场调研、理论分析、数值模拟及实测方法,探析围岩矿压显现几何形态、严重程度及动态演化过程,阐明深井沿空留巷围岩不对称变形破坏机制,并提出围岩结构分级分区耦合支护关键技术。结果表明:1)围岩剪切塑性破坏区和拉伸塑性破坏区主要分布于采空区边缘直接顶、实体煤帮和底板中,分布范围大且不均匀;2)关键部位(充填区域顶板)碎裂引发围岩各区域支护体被逐个击溃,依次是充填体偏心受载压裂、巷内顶板倾斜下沉、片帮外鼓和严重底鼓;3)煤岩层成岩性差且分布不均衡、不对称围岩结构的非耦合支护及其在强采动高应力状态下碎裂扩容、长期蠕变是围岩非对称变形的主因;4)将留巷围岩划分为4级9个支护分区,并具体分析各分区支护体力学效应及其保持围岩稳定性方面的作用,研究成果应用于深部沿空留巷并取得良好效果。     

深井泥岩顶板回采巷道破坏特征及支护设计

深井泥岩顶板回采巷道围岩变形量大、支护困难。通过对在古汉山矿15采区原支护方案回采巷道变形破坏分析,采用现场实测与数值分析方法对其围岩的收敛特点进行了对比,提出了预留断面强力锚杆-锚索协调支护技术,并对设计方案进行工业性试验与数据监测。结果表明:顶板泥岩的膨胀及高应力环境是巷道围岩失稳的主要原因,巷道呈凸出式收敛,四角成应力集中区,采用设计方案后,围岩顶板离层量小于50 mm,巷道围岩收敛量小于250 mm,巷道围岩稳定,支护效果显著。     

深井回采巷道围岩变形破坏机理及支护研究

分析了深井回采巷道围岩变形破坏机理、巷道支护原则,阐述了深井巷道弱结构面加强支护的重要性及锚网索+U型棚联合支护方案的支护原理,验证了深井回采巷道锚网索+U型棚联合支护技术的可行性     

特厚煤层回采巷道围岩破坏特征及控制技术

针对中煤塔山煤矿30503工作面回风顺槽200～890 m段破坏严重,通过顶板钻孔窥视、深基点监测等现场观测手段分析围岩破裂和变形规律,并利用数值模拟方法研究了30503回风顺槽在掘进期间的巷道围岩应力分布规律及围岩破坏特征。据此优化煤柱尺寸,提出针对性的加强支护方案,优化现有巷道支护参数,有效控制巷道围岩变形,提高作业安全,节约支护成本,提高掘进效率。     

深井节理化围岩巷道破坏机理及控制技术

针对平顶山矿区深井巷道稳定性控制问题,以典型节理化围岩巷道为研究对象,采用离散元数值模拟方法研究了巷道围岩的变形破坏过程,分析了其破坏机理,提出了巷道围岩控制技术。研究表明：巷道首先在拱顶、底板中央区及两侧边墙受张拉破坏,拱肩及两侧底角受剪破坏,破坏区范围逐渐向深部扩展直至失稳。现场实测数据表明：在方案实施2个月后,锚杆、锚索受力在较高值趋于恒定,充分发挥了支护作用;水平收敛、拱顶下沉和底臌趋于稳定,大规模松软巷道围岩稳定性得到有效控制。