迎采动面沿空掘巷围岩变形规律及控制技术

迎采动面沿空掘巷经历邻近工作面侧向基本顶断裂、转动及稳定的全过程动压影响后,巷道围岩将产生大变形、维护困难.采用理论分析、数值计算和现场试验研究迎采动面沿空掘巷围岩变形规律和控制技术,得到该类巷道受邻近工作面采动影响后围岩呈现非对称变形,窄煤柱和顶板变形剧烈,提出提高窄煤柱和顶板支护强度使围岩形成有效承载体是保持迎采动面沿空掘巷整体稳定的关键,据此提出了合理的围岩控制技术:1)合理确定窄煤柱宽度,使邻近工作面采动影响稳定后巷道处于应力降低区;2)高强度大延伸率锚杆控制围岩变形;3)加强窄煤柱、顶板支护,提高关键部位承载能力.棋盘井煤矿工程实践表明,该技术有效控制了该类巷道围岩变形量,取得了良好效果.     

受采动影响时沿空掘巷煤柱合理尺寸的数值模拟研究

本文利用UDEC3.1软件对综放工作面沿空掘巷煤柱合理尺寸性进行模拟。不同尺寸煤柱条件下受采动影响沿空掘巷围岩变形和应力分布特点表明无论巷道掘进期间还是沿空掘巷受采动影响期间,巷道围岩变形量都随着煤柱宽度的增大而减小,但煤柱宽度增大到一定程度时巷道围岩变形量基本相差不大。     

掘采全过程沿空掘巷小煤柱应力分布研究

基于理论分析、FLAC3D数值模拟及现场工程实践的方法,研究了不同宽护巷煤柱沿空掘巷掘采全过程的应力场分布规律,分析了煤柱宽度对沿空掘巷煤柱和实体帮应力演化的影响。提出确定沿空掘巷合理煤柱宽度时,不仅需考虑掘巷扰动影响,还应将本工作面的超前采动影响作为一个重要影响因素。研究结果表明:仅考虑掘巷扰动影响时,沿空掘巷煤柱宽度应大于6 m,此时掘巷稳定后围岩变形量较小;当考虑超前采动影响时,煤柱增加到8 m后不仅对控制回采期间沿空掘巷两帮变形量的作用不再显著增加,反而会使顶底板变形量增大,因此合理的护巷煤柱宽度为8 m。     

某矿深井沿空掘巷合理掘进滞后距离数值模拟分析

为合理确定沿空掘巷巷道与工作面之间的距离,以某矿7432深井工作面为例,分析了工作面走向不同距离的侧向煤体中不同深处的(4,6,8,10,12 m处)应力变化特征,并FLAC3D数值模拟分析沿空巷道滞后工作面300,280,240,220,200,180,150,100,60 m等方案巷道变形量、垂直应力的分布特征。研究表明:掘进工作面滞后工作面不小于300 m时,巷道能够保持稳定。     

高强度超长推进距离工作面双巷布置沿空掘巷机理

为综合解决超长推进距离工作面双巷布置回采率低、二次采动巷道维护困难与沿空掘巷需要跳采等几个问题,提出了"一种超长推进距离工作面的沿空掘巷开采方法",并确定了其应用的几个关键参数;采用理论分析与现场实测两种方法,确定在距采空区12 m的位置布置沿空掘巷,掘进工作面滞后本回采工作面距离不小于1 200 m,超前下一回采工作面不小于190 m,即可避免采-掘-采之间的相互干扰;结合实际工程背景条件下,确定原双巷布置留40 m煤柱,二次采动影响巷道会出现大变形与破坏,无法满足生产要求,而采用沿空掘巷技术在保证使用要求的前提下,单个工作面即可取得巨大的经济效益。研究结论可为具有类似地质与开采技术条件的矿井提供一定的借鉴。     

高普面围岩附加应力测试与分析

根据安徽淮北刘桥二矿655高普面围岩附加应力现场测试结果，分析了高普面由采动引起的围岩附加应力沿工作面倾向的分布规律，为高普面沿空掘巷煤柱尺寸及掘巷时间的确定提供了依据。     

厚煤层沿空动压巷道锚网支护技术

针对厚煤层综放工作面开采与沿空掘巷形成的采动及采空区交错重复动压影响问题,结合付村煤业有限公司3上408综放工作面的开采特征,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,研究了厚煤层沿空动压巷道围岩变形特征,并提出锚梯网(锚索)联合支护方案,通过对厚煤层沿空巷道锚杆应力、围岩变形实测,结果表明:厚煤层沿空巷道宽度收缩率为1.4%,高度收缩率仅为1.2%,达到围岩控制要求,保证巷道正常使用。     

大采高工作面沿空掘巷的研究与实践

该文通过对国投新集刘庄煤矿121102工作面轨道顺槽沿空掘巷和工作面回采期间巷道变形控制原理的研究与实践,保证了该面的安全高效回采,为国内大采高工作面沿空掘巷变形控制积累了成功经验。     

追采动工作面小煤柱护巷分段控制技术研究

为解决孤岛工作面小煤柱沿动压区掘进巷道所面临的各种问题,如采动影响时间长、范围大、变形严重等,基于FLAC3D,分析研究1405工作面采动影响下1404运输巷围岩变形破坏规律,确定1404运输巷里段(滞后1405工作面掘进)滞后1405工作面的距离及1404运输巷外段(与1405工作面对头掘进)进入1405停采线的距离。以此为指导,提出了"锚网喷、架棚、锚架"分段支护加固及修复方案设计,认为停采后稳定时间大于55d进行巷道修复比较有利,有效控制了追采动工作面小煤柱沿空掘巷的变形破坏。     

大采高综采工作面沿空掘巷变形控制原理与应用研究

通过对刘庄煤矿121102工作面轨道巷沿空掘巷和工作面回采期间巷道变形控制原理的研究与实践,实现了该工作面的安全高效回采,为大采高工作面沿空掘巷变形控制积累了成功经验。     

孤岛综放工作面沿空掘巷围岩变形因素研究

基于孤岛工作面地质条件、开采工艺及原始矿压显现规律,运用关键层理论研究两侧极不充分采动条件下基本顶关键层效应对巷道围岩稳定性的影响,并通过数值模拟软件UDEC,详细分析了煤层硬度、基本顶断裂位置、护巷煤柱尺寸及孤岛工作面开采等因素对综放沿空掘巷顶板垂直应力分布和围岩变形特征的影响,并指出沿空掘巷支护重点。     

迎采动面沿空掘巷合理煤柱宽度研究

迎采动工作面沿空掘巷受超前采动支承压力和侧向支承压力叠加的影响,巷道围岩应力增加,巷道产生大变形。结合下梨园矿工程地质条件,采用数值模拟计算的方法,对迎采工作面沿空掘巷煤柱的合理宽度进行研究。     

沿空掘巷掘进时机确定方法研究

为了避免沿空掘巷掘进扰动应力和工作面回采应力的叠加造成巷道应力环境的恶化以及巷道支护的困难,采用FLAC3D数值模拟软件,分析了沿空掘巷时空效应,数值模拟了工作面采空侧实体煤侧向应力分布、巷道沿轴向的应力峰值分布以及沿空掘巷掘进时机确定。研究结果为类似矿井沿空掘巷采掘接续时间的安排提供了指导。     

受复杂采动影响沿空掘巷煤柱变形破坏机理研究

借助大型数值模拟软件,对沿空掘巷煤柱经受邻近工作面回采和自身工作面回采两次采动过程中的受力、变形时空演变规律进行数值仿真研究,着重分析了煤柱应力、位移变化、超前应力影响范围等规律。说明煤柱在采动中是从煤柱边缘向煤柱内部逐步过渡破坏。研究结果为工程应用提供了理论基础和技术指导。     

迎采动工作面沿空掘巷动态分段围岩控制技术

为解决神华蒙西矿区单翼开采矿井采掘接替紧张的难题,采用现场观测和数值计算的方法对迎采动工作面沿空掘巷上覆岩层运动和围岩变形的时空效应进行研究,得出迎采动阶段巷道围岩变形量与采掘工作面之间的距离呈逻辑斯蒂函数关系,沿空掘巷阶段巷道围岩变形量与巷道掘进距离呈指数函数关系.在此基础上,确定并调整了各段巷道的掘进时机和支护参数,提出了“高阻支护、动态监测、分段控制、固结煤帮、稳控顶板”的动态分段控制原理和“分段锚网索梁联合强力支护,重点时段窄煤柱注浆加固、单体支柱π钢梁加强支护顶板”的动态分段控制技术.现场实践表明,巷道顶底板和两帮变形量均小于900 mm,有效控制了迎采动工作面沿空掘巷的变形破坏.     

干河煤矿沿空掘煤柱宽度研究

以干河煤矿2126工作面回风巷进行沿空掘巷为工程背景，通过现场调研和资料分析，采用理论计算、数值模拟和工程实测的方式对深井条件下沿空掘巷时矿压显现规律进行了研究。对掘巷过程中的巷道变形量、塑性区发育程度及垂直应力进行监测统计，研究沿空掘巷时巷道变形特征和煤柱破坏规律及深井条件下沿空掘巷时巷道围岩的变形情况。     

软煤沿空掘巷窄煤柱变形机理数值模拟研究

以淮南矿业集团谢一矿C13煤层工作面为实验原型,采用ANSYS软件中"死活"单元技术、材料非线性问题的分析方法,对沿空掘巷过程中窄煤柱的变形破坏机理进行了模拟分析。在采动影响下不同宽度的窄煤柱应力分布对巷道的影响差别较大。综合分析得出在软煤层回采过程中,沿空掘巷煤柱的宽度布置为5~7 m最合理。     

沿空掘巷煤柱宽度优化的数值模拟研究

该文运用FLAC数值模拟方法,对采煤工作面侧向方向上煤层上方的支承压力分布状态以及采动压力影响下相同锚杆支护方式的不同宽度煤柱沿空掘巷的围岩变形状况进行了模拟,得出了优化的沿空掘巷煤柱尺寸范围在4～6m。     

深部充填开采沿空掘巷围岩偏应力演化与控制

以邢东矿深部高水充填工作面沿空掘巷为工程背景,采用FLAC3D模拟采高3.0~5.0 m时沿空掘巷围岩最大主偏应力的演化规律及塑性区响应特征。结果表明：①沿空掘巷围岩实体煤帮存在偏应力峰值带,煤柱内的偏应力峰值区位于3.0~4.0 m处,且巷道左下侧和左上侧分别存在偏应力低值区;②随着采高的增加,煤柱内偏应力峰值区和峰值都逐渐减小,而实体煤内偏应力峰值带有逐渐向右上侧扩展的趋势;③在采高增加过程中,巷道围岩塑性区的范围逐渐增大,且其扩展增大的方向与偏应力峰值带扩展的方向一致。据此,提出高预应力强力锚杆（索）支护系统对深部充填开采工作面沿空掘巷进行控制,并结合偏应力分布特征确定合理支护参数。现场应用证明该技术有效控制了围岩变形,实现了深部充填开采条件下沿空掘巷的稳定性控制。     

综采动压沿空巷道合理掘巷时间研究

以付村煤矿3上1008工作面沿空巷道为研究背景,采用数值模拟和现场实测相结合的方法对追尾掘进沿空巷道合理掘巷滞后时间进行研究。数值模拟结果表明,掘进迎头滞后时间大于46 d时,沿空巷道围岩维护状况良好;现场实测表明,当掘进巷道滞后时间大于40 d时,巷道基本不受基本顶剧烈运动影响。为避免受工作面基本顶剧烈运动影响,尽可能缓解采掘接续异常紧张状况,1008沿空掘巷滞后1007工作面的时间应大于40 d。