极近距离煤层下伏回采巷道分区支护技术及应用

针对极近距离煤层下伏回采巷道距上覆采空区间距不等的特点,采用统一性的支护方案易造成支护稀疏或支护过度的问题。基于有效锚固层“叠加梁”理论,根据极近距离煤层层间距变化将实验地段风巷划分为“大于6.0m、4.0~6.0m和小于4.0m”三个区域,针对性提出极近距离煤层回采巷道顶板分区域支护方案,通过数值模拟计算论证了方案的可行性,并在任楼煤矿工作面回采巷道进行工业性试验。结果表明:不同区域采用针对性支护后围岩均较稳定,巷道围岩变形得到了合理的控制,巷道总体变形量较小,分区域式支护技术有效控制下伏巷道围岩变形,保证了矿井安全生产,降低了企业成本。

断层回采巷道分区支护设计与围岩变形分析验证

贵州某矿区域内断层构造发育,对巷道的安全生产运营产生了极大威胁。为优化该矿西81101外运煤巷的支护设计,运用钻孔窥视法,对掘进期间迎头后方顶板松动破坏区分布规律进行分析。结果表明:西81101外运煤巷顶板岩性条件较好,巷道掘进期间,顶板仅出现部分裂缝破坏区,岩体未观测到较为严重的破碎区。根据巷道距离断层位置的不同,设计2种支护方式,采用实验室测试方法确定岩性参数,依托数值模拟与工程监测方法确定支护方案的可靠性。数值模拟表明,正常区支护条件下,顶底板移近量为41.2 mm,最大垂直应力为30.2 MPa;断层区支护条件下,顶底板移近量为89.1 mm,最大垂直应力为30.3 MPa。工程监测表明,断层区支护巷道的测点顶底板位移量为55~65 mm,正常区支护巷道的顶底板位移量为35~45 mm,巷道围岩可得到有效控制,表明支护方案可以保障巷道的安全生产工作。

近距离采空区下回采巷道分区支护方案设计及应用

极近距离煤层下行开采期间,受上层煤采动影响,下层煤回采巷道易出现顶板破碎、支护困难等问题。文章以隆安煤业11_下302工作面为工程实例,采用现场调研、钻孔窥视、工程类比、工业应用等方法,进行近距离采空区下回采巷道矿压特征、顶板可锚性、分区支护方案研究,结果表明,常规锚网索无法控制巷道围岩的过度变形、破坏,厚度1~5.5 m的层间岩层具有良好的可锚性,根据层间岩层厚度设计巷道分区支护方案并在11_下302运输巷应用,改进方案条件下,巷道变形量在设计允许的合理范围内,可满足11_下302工作面生产的需求。

极近距离煤层群回采巷道分区支护

针对六家矿WIIN36-6工作面运输平巷单一支护效果差的问题,采用现场调研和理论分析相结合的方法,对极近距离煤层群下部巷道稳定性进行研究。研究结果表明:根据煤层层间距不同,选用锚网、架棚分区支护是一种行之有效的极近距离巷道支护技术措施。工程实践表明:分区支护效果良好,各测点总位移量最大为58.1 mm;位移量前期变化平缓,后期发生突增,但各测点总位移量均较小。

大断面巷道湿喷混凝土分区支护技术

针对干喷(潮喷)混凝土技术的不足,研究了大断面巷道湿喷混凝土分区支护技术。通过对围岩总体稳定性的预先判定,结合以支为主、支让结合、分阶段支护的支护原则,提出大同煤矿集团有限责任公司大断面巷道区域喷混凝土设计方案,应用效果良好。

复杂易风化露天边坡分区支护技术及其效果评价

锦丰金矿矿体及围岩复杂破碎且极易风化,边坡稳定性差,破坏模式多样,为了保证矿山开采的顺利进行,对不同边坡采用不同的支护技术,取得了良好的支护效果和经济效益。通过分析边坡的破坏模式制定支护标准分类,详细介绍了边坡分区支护,并对不同支护方法的支护效果进行客观评价,对类似露天边坡的加固支护具有一定的借鉴意义。

杜儿坪矿北三8号煤底抽巷分区支护技术

以杜儿坪矿北三8号煤层底抽巷为研究对象,通过FLAC3D数值模拟对巷道开挖后的围岩应力变化进行分析,确定了巷道顶板和煤帮中应力降低区和应力集中区的范围。根据模拟结果,在具体的方案设计中根据底抽布置区域地质构造情况的不同,将底抽巷的布置区域分为无地质构造区域和地质构造区域。前期采用分区支护方式,在无地质构造区域采用矩形巷道锚网联合支护,在地质构造区域采用梯形棚式巷道锚网联合支护,后期采用锚索补强加固,降低由于回采扰动造成的巷道变形。现场应用表明,采用分区式支护、采前补强加固支护方式进行巷道支护能够取得良好的围岩控制效果,保证了底抽巷的稳定。

高偏应力煤巷围岩拉剪破裂特征及分区控制方法研究

为获得高偏应力巷道围岩拉剪破裂特征并提出优化支护方案,以山西某矿孤岛工作面为背景,采用理论分析、数值模拟、相似模拟相结合的研究手段,分析了高偏应力条件下巷道围岩拉剪破裂分布特征及演化规律,揭示了托顶煤巷道围岩拉剪破裂机制,提出了高偏应力条件下巷道围岩沿掘进方向的全长分区控制方法。研究结果表明:(1)当侧压系数λ为0.60时,巷道围岩两帮呈“楔形”破坏,顶底出现明显卸荷并在巷道围岩四角点处产生应力集中;侧压系数λ逐渐减小至0.24的过程中,巷道围岩以两帮破坏为基础,在剪切应力作用下“蝶叶”逐渐发育,并最终形成蝶形破裂。(2)开挖破坏区围岩的浅部存在拉剪混合破裂区域,以张拉破裂为主;围岩深部为剪切破裂。围岩破裂演化过程可划分为3个阶段,分别为环自由面的自身破坏阶段、“蝶叶”孕育扩展阶段和“蝶叶”扩展稳定阶段。(3)定义了基于巷道全长分区的应力阈值,提出了掘进巷道全长分区支护方法,可为后续采煤工作面巷道的差异化支护提供理论参考。

极近距离煤层群不同层间距下回采巷道支护技术研究

针对高家庄煤矿极近距离煤层群采空区下方4201工作面轨道巷掘进过程中,由于层间距不断变化,导致局部顶板破坏严重、裂隙发育等问题,采用理论计算和现场实测方法研究底板最大破坏深度和层间距变化规律,将顶板层间距大小划分小于2.8 m、2.8~3.8 m和大于3.8 m三个支护分区,分别制定了工字钢架棚+锚杆支护、短锚索网支护和长短锚索网支护3种支护方案。现场应用结果表明,4201轨道巷掘进期间顶板完整性提高,围岩变形量小于100 mm,满足使用要求。

富水顶板大变形破坏特征及分区动态支护技术研究

富水顶板对回采巷道开挖及服务期间均具有较强影响,巷道顶板吸水或失水过程都将弱化其完整性,造成巷道发生大变形,影响工作面安全高效生产。以布尔台煤矿22204工作面为研究对象,采用理论分析、现场探测、数值模拟综合研究方法明确了不同区段巷道塑性区分布特征,认为无支护条件下含水区段塑性区发育范围约为5 m,明显大于正常区段塑性区范围2 m,且塑性区均呈明显非对称分布形态,同时提高支护强度可显著控制含水巷道塑性区半径。在此基础上提出了对顶板富水区段巷道进行“锚索+钢带”补强支护的分区动态支护方案,并进行了工业性实践,围岩控制效果显著。

近距离煤层煤柱集中应力传递及巷道分区支护对策研究

针对我国近距离煤层群开采现状和研究进展情况,以西山矿区杜儿坪矿实际条件为工程背景,采用理论分析和数值计算相结合的方法,分析上部煤层开采后残留煤柱集中应力对下部岩层应力分布状态的影响,分析不同煤柱尺寸、不同底板深度条件下煤柱集中应力在下部底板中传递规律,根据下部岩层应力分布特征划分不同应力区域,提出不同围岩应力条件下巷道支护对策,并进行井下工业试验,取得良好的支护效果。

巷道支护分区设计的一种知识的闭环系统模型

本文将专家系统.联想推理.自适应模式识别和理论分析相结合.提出了巷道支护分区设计的一种知识的闭环系统模型.该模型应用于武钢程潮铁矿,分别给出了不同稳定性分区上的进路支护方案。应用结果表明.模型可靠.推荐的支护方案可行.

基于有效锚固层厚度的近距离煤层下伏巷道支护技术数值模拟研究

针对近距离煤层下伏巷道围岩破碎、锚杆(索)支护控制难度大等问题,以任楼煤矿Ⅱ7_324S工作面回风巷为工程背景,通过理论分析和现场测试,计算了上覆7_2煤层开采后底板岩层破坏深度,分析了下伏7_324S回风巷顶板损伤特征及锚杆(索)可锚性。基于此,根据间隔层厚度对Ⅱ7_324S工作面回风巷进行了分区;基于顶板叠加梁支护理论,提出了Ⅱ7_324S工作面回风巷分区域锚杆(索)支护技术方案,并采用有效锚固层厚度指标,对各区域支护方案进行了校核,确定7_324S工作面回风巷各区域顶板处于有效锚固状态,并对其进行了数值模拟。结果表明,下伏煤巷分区域支护技术具备实际工程生产实践的可行性。

煤层巷道围岩破断失稳演化特征和分区支护研究

为研究煤层巷道围岩失稳过程及裂隙演化特征,并对支护方式选择提出建议,通过数值模拟获得工作面附近围岩应力分布特征,并将围岩受力状态简化成平面应变问题、准平面应变问题和三维复杂应力问题3种。采用自行研制的相似材料模拟试验台及煤岩体细观力学试验装置,分别针对平面应变和准平面应变2种应力状态下煤岩体的破坏过程及裂隙演化特征进行试验研究。结果表明:1)层状围岩梯形巷道受载失稳存在3个阶段,即楔形破坏阶段、滑移失稳阶段、顶底板大挠度断裂阶段。高垂直应力条件下,顶、底板初始变形造成两帮出现明显剪切滑移后,直接顶、底板分别出现"三铰拱"形态冒落及鼓胀断裂。2)准平面应变条件下,煤体自由端首先出现张拉破裂失稳,造成上覆直接顶砂岩受力不均,并出现一次弯曲断裂;随载荷增大,煤体出现滑移失稳并呈现出"弧线"压出形态,顶板砂岩发生断裂;裂隙煤体与砂岩反复作用形成多对贯通裂隙,说明顶板断裂位置、形态与煤体失稳过程具有显著的对应关系。结合压剪和拉伸破坏机理,对单一煤层巷道和沿空留巷煤层巷道围岩的支护进行分区研究,并提出相应的支护建议。

复杂环境条件下深基坑分区组合支护设计与应用

石家庄市某商业中心深基坑工程周边环境复杂,研究确定了放坡土钉墙支护、桩锚支护和桩锚—内支撑支护相结合的分区组合支护方案,对支护结构的强度、基坑位移等进行了设计计算。基坑监测数据结果表明,该方案合理可行,实施效果良好。当基坑周围环境相差较大时,可采用分区组合支护方案,发挥不同支护方式的优点,在保证基坑支护质量的同时,降低工程造价。桩锚支护结构和土钉支护结构中,锚杆根部和土钉根部附近地表容易出现较大的裂缝,在基坑工程设计、施工时应予重视。基坑水平位移随着离坑角距离的增加而显著增大,对于异形基坑,中部凸出的阳角部位的水平位移增大尤其明显,基坑设计和开挖过程中应加强这些部位的支护。

海底深井巷道围岩支护与控制技术研究

为保证深井巷道支护效果,以瑞海矿业海底千米深金矿为工程背景,结合其工程地质调查,采用数值模拟研究了不同围岩下巷道应力及位移变化规律,旨在探究巷道破坏机理,同时确定合理的巷道支护方式。结合巷道埋藏深度及围岩物理化学特性,提出该地区的“分区分级”支护技术,对-1060 m中段采用“锚杆+喷射混凝土+金属网”支护方式,-1300和-1480 m中段采用“锚杆+喷射混凝土+金属网+锚索+钢拱架”支护方式,有效控制了巷道的变形破坏。

掘进工作面精准过断层工艺流程优化

为了解决掘进工作面过断层速度慢、支护困难等问题。本文以钱营孜煤矿W3210工作面机巷过fhd1断层为研究背景,提出不同顶板支护参数分区支护方法,并采用“超前预注浆+锚网梁索+套TU型棚”联合支护技术进行现场应用及效果检测。研究结果表明:在联合支护技术的应用下,巷道顶底板位移量仅为1 mm,两帮位移量为2 mm,锚杆受力的一直保持20 kN不变,锚索受力的最大变化量仅为2 kN。说明该过断层方案实施效果良好,能够保障巷道安全掘进的顺利进行。

迎采动工作面沿空掘巷锚杆支护工程试验

山西某矿3号煤层迎回采面留煤柱掘巷受邻近工作面侧向顶板破断、转动及稳定的全过程动压影响后,沿巷道轴向出现明显的分区大变形特征,结合地质力学评估、工程类比、数值模拟及现场监测等方法,提出迎回采面掘巷分区方法及分区支护技术。工程实践表明,巷道顶底累计变形为130 mm,两帮累计变形为70 mm,分区支护技术可有效控制迎采动面掘巷围岩大变形,为类似条件下迎采动工作面掘巷支护提供了一定借鉴。

超大采高综采工作面回撤通道支护技术研究

为实现榆神矿区8.2 m超大采高工作面大型设备安全高效回撤,以金鸡滩煤矿12^(-2)108工作面回撤通道为工程背景,采用理论计算、数值模拟和现场矿压实测的方法,研究工作面末采阶段基本顶周期来压规律与顶板断裂位置,得出末采阶段基本顶周期来压步距19.3 m,工作面推进距主回撤通道7.9 m时受动压影响剧烈,在贯通前2 m处来压结束,运用停采等压技术证明工作面与回撤通道贯通时无须等压,同时确定基本顶下一次周期来压断裂位置位于主、辅回撤通道中间煤柱约4.8 m处,工作面最终实现了无来压贯通。基于采场矿压规律研究,回撤通道创新性地提出采用恒阻大变形锚索+钢带十字链接按A,B、C三个不同应力分区支护整体受力的新设计方法,通过现场实测应用得出:C区域的锚索伸长量大于B和A区域,越靠近工作面侧锚索下沉量越大,位于回撤通道中部(C区)靠近回采侧恒阻锚索最大延伸量达到180 mm,而垛式支架撤出后大断面巷道一侧邻空成悬臂梁,此时恒阻大变形锚索完全受力,回撤通道顶板整体向采空区倾斜的现象,证明支架撤出过程中恒阻锚索能够保持顶板临时稳定性,保证了顶板没有出现冒顶现象,底板、抹角、帮角基本没有变形,回撤通道围岩控制效果很好。8.2 m综采支架12 d完成设备整体撤架,实现了超大采高综采设备的安全高效回撤,为类似矿井提供了可靠的参考依据。

中心城区软土深基坑分区设计关键技术与对策

某办公楼基坑工程位于上海市中心城区,紧邻在建地铁并与地铁交错施工,施工工况复杂,保护要求严苛。以此为例,对基坑设计过程中的关键技术与对策进行分析,从微变形控制分区支护设计、交错工况及围护体系施工顺序、围护结构设计及承压水处理对策、支撑及栈桥设计、中隔墙换撑及拆除技术等方面,总结了针对性的设计控制措施,可为同类工程提供借鉴及参考。