综放回采巷道支护形式选择的距离判别分析方法及应用

选择支护形式是综放回采巷道支护设计的重要内容。根据综放回采巷道的围岩特征, 以围岩强度、煤层强度、巷道埋深、围岩节理裂隙发育程度、采动影响系数、顶煤厚度、护巷煤柱宽度和断面面积作为支护形式选择的指标, 借鉴距离判别分析理论, 建立了综放回采巷道支护形式选择的距离判别分析模型。应用表明: 距离判别分析模型选择能力强, 识别精度高, 是综放回采巷道支护形式选择的一种有效方法。该方法对综放回采巷道围岩道稳定性分类及支护方案选择等具有重要意义。     

基于神经网络的综放回采巷道支护设计

综放回采巷道支护设计大多依赖于设计者的经验,采用工程类比法。由于其影响因素很多,且定量因素与定性因素并存,有相当一部分综放回采巷道的支护形式与围岩(煤)的变形特性不相适应,巷道支护的参数选择不合理,造成巷道支架折损严重,维护困难,严重影响煤矿的生产和安全。为此,建立了综放回采巷道支护设计二级神经网络模型,并以实际支护方案为样本,对模型进行学习训练,形成智能推理网络。实际应用表明:该方法简便,支护决策结果与实际相吻合,实用价值较高。     

厚顶煤大断面综放回采巷道围岩支护方案

为解决马道头矿厚顶煤大断面综放回采巷道支护难题,调研了综放回采巷道工程情况与围岩变形破坏特征,分析了影响煤巷围岩稳定的因素。根据已有的支护理论并结合数值模拟研究了支护方案并分析了巷道围岩的稳定性。最后综合现场地质工程概况、模拟研究、理论分析及工程类比确定了厚顶煤大断面综放回采巷道的锚杆索联合控制方案,并将围岩控制方案在现场进行了实践。     

锚网索互补协同支护技术在梨园河煤矿的应用研究

针对梨园河煤矿2号厚煤层综放回采巷道受动压影响后巷道变形严重、维护十分困难的支护难题,在理论分析、数值模拟研究的基础上,将锚网索互补协同支护技术用于其22110综放面回采巷道;现场观测结果表明,巷道围岩变形得到有效控制,锚网索互补协同支护技术对于大断面、复杂地质条件下的综放回采巷道有着良好的推广前景.     

厚煤层综放开采窄小煤柱沿空巷道围岩控制技术研究

根据厚煤层综放开采窄小煤柱沿空巷道围岩变形大难支护的特点,分析了影响综放沿空巷道围岩稳定性的因素,根据合锚杆、锚索、金属网和U型钢不同支护方式作用机理,设计了"锚索网+U型钢"联合支护方式,并对锚杆和锚索的锚固力以及现场巷道围岩变形进行了现场实测.结果表明,巷道围岩变形量不大,可以保证综放开采沿空巷道回采期间的使用.     

常村煤矿N3-11运输巷道高应力动压巷道支护技术优化研究

为保障N3-11运输巷道围岩的稳定,根据巷道原有支护方案下的变形特征,通过分析影响巷道围岩稳定的主要因素,采用FLAC~(3D)数值模拟软件进行优化支护方案的优选,结合围岩稳定因素和数值模拟结果,确定在原有支护的基础上提升锚杆预紧力、每排补设2根锚索,结合巷道地质条件,具体进行其余支护参数的设计,并在支护实施后进行掘巷和回采期间巷道围岩变形分析。结果表明:优化支护方案实施后,巷道掘进及本工作面回采期间,围岩变形量均较小,满足回采使用要求。     

近距离煤层采空区下综放面回采巷道支护研究

本文在对近距离煤层采空区下综放工作面回采巷道稳定性影响因素进行分析的基础上,针对铺龙湾煤业81031巷道因受上覆近距离5号煤层5103工作面采空区采动应力影响而出现帮鼓、底鼓以及支护工序不合理等实际情况,提出81031巷道支护设计和支护工序的优化方案,通过矿压监测数据显示围岩位移量较优化前明显减小,锚固区应力稳定,围岩变形能够被很好地控制.     

巨厚煤顶巷道锚杆支护参数优化

以某矿综放工作面T1回风巷为研究对象,结合现场调研和实验室测试得出巷道煤岩物理力学特性;基于综放工作面回采过程中T1回风巷围岩变形离层和应力值的现场实测结果,得出巨厚煤层顶板煤巷围岩变形及支承压力分布特征;建立T1采动煤巷数值计算模型,分析原支护方案下巷道围岩支护安全性;综合巷道顶板煤岩性质测试、离层和应力现场实测及原支护方案支护安全性模拟结果,对巷道锚杆支护参数进行优化,并将优化后方案进行支护验证,效果良好。     

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.     

深部综放工作面沿空巷道超前支护方式优化

针对千米深井综放工作面沿空掘巷支护方式进行分析,采取提高掘进一次原始支护,回采前增加二次加强主动支护和动态保持超前支护强度,来解决巷道在掘进后及回采期间围岩变形速度快、变形量大的问题。     

采空区下伏特厚易自燃煤层回采巷道矿压显现及支护优化研究

为解决采空区下伏特厚自燃煤层综放开采回采巷道矿压显现的问题,以河南能源新疆公司永宁煤化二采区2301工作面为工程背景,通过对巷道变形破坏、围岩松动圈发育、回采工作面支承压力分布等规律进行研究,在工程对比和理论分析计算的基础上提出的支护优化方案,为类似矿井矿压规律研究及围岩控制提供依据。     

采空区下近距离特厚煤层回采巷道失稳机理及其控制

采空区下近距离煤层开采时,下层煤回采巷道将受到上煤层采空区遗留煤柱、本煤层相邻工作面动压的影响,针对孙家沟煤矿特厚煤层放顶煤工作面13311回风巷严重的冒顶、两帮内挤和底臌等变形破坏现象,采用现场实测、理论分析及数值模拟等研究方法,探讨了回采巷道失稳机理及主要影响因素。研究表明,13311回风巷变形失稳主要影响因素为迎邻近工作面回采动压掘进、巷道布置方式和巷道支护参数不合理。与上层煤回采巷道垂直布置、巷道支护强度低且迎采动掘进时,下层煤回采巷道容易失稳。为改善13313回风巷围岩稳定性,有效控制巷道变形,根据试验巷道围岩物理力学性质及受力特征,研究提出了有针对性的解决方案:首先改进巷道布置方式,将下煤层回采巷道布置在采空区下,且应距离上煤层采空区遗留煤柱不小于20 m;其次增大护巷煤柱宽度,把区段护巷煤柱宽度增加到20 m以上,减少迎采动掘进动压的影响;最后,采用高预应力全锚索加强支护,提高锚杆锚固段的整体性及其承载能力。据此,在13313回风巷进行了工业性试验并进行了巷道矿压观测,结果表明:经受相邻13311工作面回采动压影响后,区段煤柱整体完整,具有良好的承载性能;锚索受力达到了250～300 kN,约为其破断力的50%,锚索受力增长平稳,较好地控制了巷道离层和围岩变形;13313回风巷顶底板移近量为400 mm左右,两帮移近量为300 mm左右,巷道围岩变形量得到了有效控制,保证了巷道的整体稳定性,取得了良好的支护效果。但是,采用该种巷道布置方式,下层13号煤层13313工作面回采时,因工作面上方11号煤层区段煤柱集中应力的影响,对其顶板和煤壁管理提出了更高的要求,需引起高度重视。     

大采高综放工作面巷道围岩变形特征研究

为了解决回采工作面巷道支护方式与参数布置等问题,以山西某煤矿为研究对象,采用FLAC数值模拟软件和现场测试的综合性方法,研究了大采高综放工作面巷道围岩变形特征,得出了大采高综放采场围岩位移场的变化规律;结合矿井实际情况,采用矿压监测系统在工作面回风巷布置测点进行工业性试验、实时监测观测数据,掌握了巷道围岩位移的变化状态,指导巷道围岩的支护形式与参数等的确定,具有重要的理论意义。     

综放工作面矿压显现数值模拟研究

近年来,综合放顶煤开采技术成为我国厚煤层开采中应用最为广泛的技术,针对综放工作面所具有的“加长”、“快速推进”的特点,采用FLAC^3D数值模拟计算研究了其矿压显现规律,模拟分析了综放工作面不同推进速度及不同长度条件下围岩的应力场、位移场及塑性区的分布与演化规律,得出了综放工作面的矿压显现规律,为工作面支架的选型提供了依据。     

基于基本顶断裂位置的综放沿空掘巷煤帮支护技术

针对深部综放开采大断面沿空掘巷不易支护的难题,采用理论分析及现场实践的方法,研究了深部综放开采大断面沿空掘巷煤帮的破坏特点,揭示了帮部长锚索结合锚网联合支护的作用原理,提出了根据钻进煤粉量的变化来判断基本顶断裂线位置及确定深部沿空巷道巷帮锚索支护长度的方法,并在东滩矿1306工作面验证了该方法的有效性。研究表明:深部综放开采大断面沿空掘巷具有水平变形大,两帮鼓出大,特别是实体煤帮鼓出严重的特点;帮部长锚索结合锚网联合支护能够在浅部通过锚杆群和金属网形成点面结合的支护体系形成挤压加固墙,从而抵抗塑性区煤体对其侧向压力,起到加固巷道的作用;基于钻进煤粉量、围岩压力和顶板的断裂之间的联系,提出了深部综放开采大断面沿空掘巷实体煤帮的控制对策和深部沿空巷道实体煤侧巷帮锚索支护长度的确定方法;以东滩矿1306轨道巷为例进行了实体煤帮的钻孔煤粉测试,并基于测试结果进行了实体煤帮加固设计;现场工程实践表明加固后实体煤帮的水平变形明显减小,证实了该加固方法的有效性。     

厚煤层构造带切顶卸压巷内复合支护沿空留巷技术研究

为了减少煤与瓦斯突出矿井煤巷掘进工程量,保证矿井正常接续,针对云盖山煤矿一矿“两软一硬”不稳定煤层地质条件和矿井单一综放工作面组织生产,以矿井22202综采工作面切顶卸压巷内复合支护沿空留巷为研究对象,提出了厚煤层构造带巷内采用工字钢棚+锚索梁支护的沿空留巷围岩控制技术。研究表明:沿空留巷顶板最大移近量72 mm,中线至巷道上帮、下帮最大移近量分别为108 mm、63 mm,留巷工艺流程简单、效果显著,实现了厚煤层构造带切顶卸压巷内复合支护沿空留巷技术的成功应用。     

高应力区回采巷道底鼓治理技术初探

以长平煤矿5302综采工作面回采巷道为工程实例,该巷道初期底鼓变形严重;通过对工作面两巷高应力区的力学特征分析,认为围岩特性、应力作用、支护方式等是造成巷道底鼓的主要影响因素;拟通过改进支护参数、增加支护强度控制底鼓;经过实践验证,底鼓量降低2.5倍左右,控制效果较好。     

高强度开采综放工作面区段煤柱合理宽度与控制技术

针对高强度开采综放工作面区段煤柱合理宽度留设问题,以羊场湾煤矿为工程背景,建立了综放工作面侧向基本顶破断结构模型,推导出低应力区范围表达式及其影响因素;采用FLAC3D数值模拟软件分析巷道掘进和本工作面回采期间不同煤柱宽度下巷道围岩应力与位移演化特征。研究表明:(1)高强度开采综放工作面因采场尺寸大、推进速度快、断裂步距大,导致内应力场范围亦大于常规工作面。(2)高强度开采综放工作面区段煤柱宽度的确定,应充分考虑多次剧烈采动、基本顶破断、巷道大断面等因素,结合试验工作面地质生产条件确定内应力场范围6.31~7.58 m,合理煤柱宽度为9~14 m。(3)本工作面回采期间,覆岩结构被再次激活,致使围岩变形破坏加剧,煤柱宽度10~14 m时,煤柱具有一定自稳能力并承担较少的顶板载荷,综合考虑各因素确定合理煤柱宽度为10 m。(4)受高强度开采及基本顶破断等因素影响,窄煤柱沿空巷道可能诱发大范围破碎、煤柱帮大变形及顶板不对称下沉等变形破坏,要实现此类巷道围岩稳定性控制应对煤柱帮和顶板重点加固,据此,提出了非对称围岩控制技术,并进行现场应用,巷道控制效果明显。     

综放工作面二次动压巷道围岩变形破坏与控制技术研究

针对综放工作面二次动压巷道变形破坏严重的情况,以不连沟煤矿F6207辅运巷为研究背景,通过现场监测和数值模拟分析得出不连沟煤矿综放工作面二次动压巷道变形破坏与应力演化特征。提出"强帮控顶、高支护材料强度、高围岩控制刚度"的围岩控制技术理念,提出新掘二次动压巷道的支护方案。新支护技术现场应用后,锚杆索受力状态良好,围岩顶帮位移量相对原支护明显降低。