大跨度高煤帮煤巷支护参数优化及应用

针对大同塔山煤矿5105大跨度高煤帮煤巷的稳定性控制问题,分析了巷道断面跨度和高度对煤巷稳定性的影响,基于悬吊理论和组合梁理论对该巷道的支护参数进行了初步设计,采用FLAC^3D数值模拟软件研究了高强度锚杆锚索长度、直径、间排距、预紧力等因素对支护效果的影响,并对初步支护方案进行优化设计,通过现场监测巷道掘进和回采时的围岩表面位移来评价支护效果。结果表明：回采期间巷道两帮和顶底板的移近量仅为275和215 mm,高强度锚杆＋锚索＋金属网的联合支护能有效抵抗采动引起的强烈矿压,巷道变形得到有效控制。     

采动巷道煤帮变形破坏规律与控制技术

针对采动巷道帮部围岩变形破坏剧烈、支护维护困难、扩帮施工工艺复杂等问题,以刘家梁矿复合顶板采动巷道为工程背景,采用理论分析、数值模拟和现场试验等综合研究方法,监测获取采动巷帮变形破坏规律,分析采动巷道围岩周边应力环境特征及其作用下的变形破坏形态。研究结果表明:工作面回采过程中,采动巷道区域出现支承压力集中程度增大的同时,围岩周边主应力的方向也随之偏转,导致巷帮出现较大的塑性破坏深度且最大巷帮破坏深度偏向于巷帮中部,引发普通支护强度无法有效控制的巷帮围岩大变形,造成支护体损坏;采用高延伸性、可持续提供支护力、围岩变形过程中不破断的支护材料是此类围岩控制的有效途径。据此研发适用于大变形巷帮围岩控制的高延伸性组合锚杆,该锚杆杆体延伸率超过20%,具有较高的尾部抗剪能力,并可在扩帮施工后继续使用,现场应用效果良好。     

厚顶煤高煤帮巷道围岩稳定及控制分析

为解决厚顶煤高煤帮巷道围岩控制难题,通过数值模拟研究了不同高度时巷道围岩的变形破坏情况。结果表明:巷道高度的增加对两帮的变形破坏影响最大,顶板次之;在巷道顶板和两帮岩层中存在围岩变形剧烈程度的分界点,且分界点位置与断面尺寸、顶板岩性有关。根据巷道围岩的变形破坏特征和具体生产地质条件确定了锚杆锚索联合支护方案,现场实践表明该方案有效控制了巷道围岩变形。     

回采巷道围岩冲击破坏能量特征分析

由冲击动力造成的巷道破坏是一种典型的煤岩动力灾害,严重威胁着矿井的安全生产。针对义马煤田千秋矿21141工作面运输巷频繁发生冲击破坏的问题,在分析典型巷道冲击破坏微震监测能量特征的基础上,开展了常规三轴压缩试验并结合理论分析、数值模拟等手段,研究了煤岩体发生冲击破坏时的能量特征。研究结果表明:巷道围岩冲击破坏发生前,微震监测最大能量波动幅度较小,但是每次巷道围岩冲击破坏事件的发生均伴随有微震监测能量的急剧增大;试件双向载荷比值(轴压/围压)对声发射能量特征有显著影响,加载速率相同时,围压越大,能量峰值越小;在一定条件下,采动应力、巷道扩修、巷内爆破等事件产生的扰动加载作用能够改变区域应力场中巷道双向载荷比值,使得塑性区形态特征由非蝶形转化为蝶形,或导致塑性区蝶叶出现瞬时扩展,并以震动、声响和煤岩碎块抛出的形式释放存储于围岩系统中的大量能量,从而诱发巷道围岩冲击破坏。在实际的工程实践中,可以采取降低采煤工作面推进速度、控制开采截深、调控巷道围岩区域应力场等措施,以减小煤岩体的加载速率,防止大能量事件的产生,避免巷道蝶形塑性区瞬时扩展过程中能量的突然释放。     

边帮压煤在不同回采条件下边坡变形破坏及稳定性分析

因边坡存在典型失稳特性,边帮煤回采会进一步加剧边坡发生变形和失稳现象;采用FLAC^3D构造边坡结构模型对边帮煤在不同回采状况下边坡变形破坏及稳定性进行分析预判。结果表明：不同回采条件,边坡内部岩体塑性区扩展形态和范围不同,对边坡平盘所形成的扰动破坏也不相同;逆坡和顺坡回采相比,在回采长度及边坡稳定性方面都比顺坡回采差,顺坡回采在一定程度上可以保证边坡的稳定性,虽存在局部滑移现象,但整体稳定性较好,逆坡回采边坡存在失稳现象;上煤层回采边坡存在局部失稳现象,整体稳定性较好,下煤层回采塑性区远离边坡平盘,稳定性比上煤层回采更优;由此可以得出边坡稳定性和回采深度有关,回采深度越大边坡稳定性越好。     

松软煤帮巷道破坏机理及高强预应力支护技术

根据五一煤矿采区巷道两帮强度低,围岩变形量大的问题,基于弹塑性力学及巷道围岩控制理论,采用理论分析及数值计算的方法,对松软煤帮巷道的破坏机理及高强预应力支护体系进行了研究,得出了巷道围岩连锁失稳、破坏机理及其相关控制技术。工业性试验表明,采用高强预应力支护技术后,顶板下沉量为59 mm,两帮移近量为230 mm,离层量控制在25 mm以内,可以较好控制松软巷帮的变形及顶板的离层变形,提高巷道的整体稳定性。     

回采巷道煤帮锚杆支护技术研究

分析了回采巷道煤帮稳定性对锚杆支护系统的影响、煤帮变形的破坏形式以及煤帮锚杆支护的机理与支护特点,并提出了煤帮锚杆支护应注意的几个问题.     

斜巷大跨度动压区三角门快速支护工艺技术

斜巷大跨度动压区三角门的快速支护工艺,与传统三角门的支护相比,一是施工难度降低,安全可靠性高;二是施工工序简单,效率高。介绍了斜巷大跨度三角门支护准备工作和施工过程中的工序、支护安全技术要求等,实践证明科学选择支护技术参数,合理施工工序,就能做到快速安全。     

回采巷道煤帮锚杆支护问题探讨

分析了煤帮稳定性对锚杆支护系统的影响和回采巷道煤帮变形的破坏形式以及煤帮锚杆支护的机理与支护特点，并探讨了煤帮锚杆支护应注意的几个问题。     

回采巷道煤帮锚杆支护问题探讨

分析了煤帮稳定性对锚杆支护系统的影响和回采巷道煤帮变形的破坏形式以及煤帮锚杆支护的机理与支护特点，并探讨了煤帮锚杆支护应注意的几个问题。     

厚煤层大采高工作面巷道支护设计研究

为优化厚煤层大采高工作面巷道支护设计,结合寺河矿6302大采高回采巷道现场实际,采用力学评估、现场抽验、试验分析的方法,对大采高工作面回采巷道地质影响因素进行了研究,得出全新支护方案.通过数值模拟、现场实测对新旧两种支护方案进行分析对比,验证最优支护方案,优化大采高回采巷道支护方案.     

新柳煤矿下位煤层巷道合理位置布置分析

针对新柳煤矿近距离煤层群开采的下位煤层巷道布置难题,综合采用理论分析,数值模拟及现场实测的方法,对新柳煤矿9#煤层不同煤柱宽度下,10#及11#煤层合采时巷道布置位置进行研究。结果表明:当煤柱宽度小于7 m时,煤柱整体进入塑性状态;煤柱下方岩层的垂直应力集中程度明显降低,下位煤层巷道布置可不考虑上位煤层煤柱影响,可采用外错式、内错式和重叠式布置形式。煤柱宽度处于7~10 m时,煤柱虽不能形成稳定煤柱,但整体未进入塑性状态,下位煤层巷道可采用内错式或重叠式布置方式。当煤柱宽度大于10 m时,煤柱能够形成稳定煤柱,其传递的集中载荷在底板形成较大范围的应力增高区,巷道布置宜采用内错式布置形式,内错距离为7 m左右。     

综放工作面沿空巷道小煤柱宽度分析

采用离散元数值计算对综放面侧向支承压力进行研究,得出压力分布规律及巷道布置的合理位置。通过理论计算得出煤柱塑性区宽度,进而确定出沿空巷道小煤柱的合理宽度,并对巷道的稳定性进行计算分析。结合工程实践,表明此方法确定的煤柱尺寸科学可靠,为综放工作面沿空巷道布置提供了科学依据。     

大采高综采工作面煤壁破坏影响因素数值模拟分析

针对工作面煤壁片帮影响大采高综采开采技术效益发挥的问题,以红庆河煤矿3-1煤层赋存条件为研究背景,通过设计正交试验方案,运用FLAC3D数值软件进行模拟,基于Drucker-Prager准则计算了工作面煤壁的破坏系数,综合分析了影响工作面煤壁破坏的5个因素。结果表明,埋深、支架合力作用点到煤壁距离、采高和工作面长度越大,煤壁破坏程度越高,而液压支架初撑力越大,煤壁破坏程度越低;煤壁破坏影响因素的主次排序为:埋深>支架合力作用点到煤壁的距离>支架初撑力>采高>工作面长度;给出了3-1煤层开采的合理工艺参数:采高6.2 m,工作面长度225 m,支架合力到煤壁的距离2 m,支架初撑力12 000 kN。     

大采高仰采充填工作面煤壁片帮治理研究

 针对陶一矿大采高仰采充填工作面煤壁出现片帮的情况,进行了原因分析及治理技术的研究。在此基础上提出了治理煤壁片帮的技术措施,如提高工作面推进速度、及时护帮、及时支护、提高支架的支护质量等措施。结果表明：通过采取这些措施,工作面煤壁片帮程度得到大幅度改善,片帮次数由原来的每天片帮35次左右减少到6～7次,片帮深度也明显减小,大大改善了工作面的作业环境,促进了超高水材料综采包式充填开采技术在陶一矿的试验与应用。     

高应力条件下煤巷变形失稳分析及防治对策

对高应力条件下的煤巷变形特点进行了描述。淮北杨庄矿IV528回采巷道位于垂深-720 m处,巷道部分采用了锚杆及w钢带支护,由于该段地质应力集中,裂隙、断层发育,巷道顶、底板破碎,掘进巷道经常要进行重复返修,安全隐患大。为此,经过不断分析、总结,摸索出了软岩支护的一套方案,有效地遏制了巷道的变形,实现了安全生产。     

大跨度泥岩煤巷桁架锚索复向主动控制技术

提出了复向主动控制系统支护大跨度泥岩顶板煤巷,阐述了其控制原理,并运用数值模拟方法优化支护方案。该方案在现场实施后,围岩控制效果良好,为大跨度泥岩煤巷的围岩控制提供了科学依据和实用技术手段。     

大采高工作面煤壁片帮机理分析及防治技术

为了治理大采高综采工作面煤壁片帮,采用理论分析、现场实测等方法,研究了大采高综采工作面煤壁片帮机理。依据研究结果,结合赵固一矿12011工作面实际条件,提出了大采高工作面煤壁片帮防治措施。现场实践表明,采用防治措施后,减少了煤壁片帮现象的发生,保证了工作面的高产高效回采。     

大采高仰采工作面煤壁片帮控制技术研究

文章以王庄煤业3505工作面片帮治理为背景,针对片帮机理进行了分析,得出了3505工作面片帮属于滑落式片帮,并针对性地提出了注浆加固治理片帮措施,阐述了注浆加固原理及相关设计,现场实践证明,注浆加固后,工作面煤壁片帮深度明显较小,煤壁注浆加固对于工作面治理片帮效果显著。