基于UDEC的深部破碎围岩巷道锚注支护应用研究

某矿3203工作面轨道平巷在原支护条件下巷道围岩变形严重且支护体失效。针对该轨道平巷的生产地质特点,利用数值模拟软件UDEC4.0,分别对3种不同支护方案下支护效果及其塑性区进行研究,分析得出实现其巷道围岩稳定关键在于能否有效控制两帮煤体的变形,进而提出高预应力锚杆(索)结合帮部注浆加固的综合支护方案。现场工业性试验及实测表明,该支护方案有效控制了巷道围岩变形。

含中厚软弱层采准巷道层位选择及围岩控制研究

针对云南某矿采准巷道围岩变形速度快、变形量大且具有流变性的特点,结合该矿实际地质情况,通过数值模拟研究中厚软弱岩层位于巷道不同位置时对围岩的总影响值,提出了采准巷道拱部为较软弱岩层的层位布置方式及加强拱部围岩支护的分区域控制体系。现场工业性实践表明,该层位布置及控制体系有效控制了巷道围岩变形,取得了良好的经济技术效益。

注浆加固技术在沿空掘巷中的应用

为确定宁夏某矿12203工作面沿空掘巷合理的煤柱宽度以及沿空巷道可靠的围岩控制技术,以沿空掘巷大、小结构理论为基础,通过数值模拟分析并根据工程实践,提出了采用5 m小煤柱进行护巷的方法,设计了沿空掘巷支护技术方案并配合注浆加固技术以提高煤柱的承载能力。实践表明,注浆加固技术可以有效地控制沿空掘巷的围岩稳定性。

复合顶板沿空切眼窄煤柱留设与锚杆支护技术

刘桥二矿6119工作面开切眼为沿空掘巷,留设窄煤柱隔离采空区;窄煤柱受相邻工作面采动支承压力作用,煤岩体比较破碎;开切眼直接顶为复合顶板,老顶为砂质泥岩,且含有裂隙水。受以上综合因素影响,切眼围岩变形剧烈,顶板极易离层,容易发生冒顶事故。通过对开切眼矿压规律进行观测,在分析切眼围岩破坏原因的基础上,确定了窄煤柱的合理宽度,提出了极易离层复合顶板条件下沿空切眼高强度锚杆支护的设计方法和支护参数,并对其支护效果进行了分析。

厚层泥岩顶板巷道矿压规律研究及支护参数优化

针对云南小发路煤矿巷道顶板为厚层泥岩且变形严重的特点,通过矿压观测总结了围岩破坏及巷道变形规律。观测结果表明,巷道掘后初期破坏活动集中于围岩浅部,此时应当及时采取有效支护措施,防止破坏向围岩深部发展,并在此基础上探讨了原有支护方案存在的问题。使用数值模拟的方法优化并选择了支护参数,指出,增加锚杆长度及支护密度可以有效改善巷道围岩变形情况。

泥岩顶板大断面开切眼锚梁网支护技术应用

针对梅花井煤矿112201工作面切眼跨度大、粉砂质泥岩顶板遇水易崩解软化、顶板破碎难支护的技术难题,对112201工作面切眼顶板岩样进行了X射线衍射实验,研究了切眼粉砂质泥岩顶板遇水失稳的影响因素,并据此确定了大断面粉砂质泥岩顶板开切眼支护技术参数。现场实践表明,锚梁网支护技术有效地解决了大断面粉砂质泥岩顶板切眼的支护问题,为综采工作面的安全、高效生产提供了技术保证。

中空注浆锚索在高地应力松软煤巷中的应用研究

高强度中空注浆锚索与高性能锚杆相结合的组合控制技术,能有效控制高地应力松软煤巷等该类巷道出现的巷道失稳问题.某矿3313综放工作面回风平巷在深部掘进时出现围岩变形量大、支护失效等问题,高地应力、围岩性质差和原始锚杆支护参数的不合理是导致巷道失稳的主要因素.针对该巷道特点,采用高预应力锚杆(索)支护条件下围岩适当让压、中空注浆锚索注浆以改善顶板大范围内围岩力学性质等技术,有效控制了围岩塑性区发育、提高了顶板围岩强度并改善了锚杆受力状态.现场工业性试验表明:与前期掘进巷道相比,围岩松动区缩小为1 m左右,顶板、底板及两帮的变形量分别下降了63.6%,53.3%和51.7%,高地应力松软煤巷的围岩变形得到了有效控制.

泥岩顶板巷道遇水冒顶机理与支护对策分析

针对煤层巷道开挖和维护过程中,泥岩顶板遇水导致围岩承载性能恶化,易于引起顶板冒顶的特点,以梅花井煤矿112201工作面机巷为例,采用现场实测、实验室试验、理论分析和数值模拟相结合的方法分析了该类顶板易于发生冒顶的机理,研究发现该类顶板发生冒顶前已发生明显离层,顶板锚固体呈现整体垮冒的特点;泥岩组分中富含黏土矿物是产生崩解和膨胀的根本原因;巷道围岩受水影响后顶板及两帮变形量分别增加了13.5%和32.9%.依据冒顶产生的机理,提出了采用有控疏水、合理保水及高预紧力锚杆(索)网带支护相结合的围岩控制技术,并在现场成功地进行了工业性试验.

复杂水环境下煤层巷道失稳分析及控制研究

针对梅花井煤矿112102工作面回风巷顶板存在厚度变化的直罗组含水层,直接顶为粉砂质泥岩和存在泥质粉砂岩伪顶2种情况,通过顶板岩石的X-射线衍射、单轴抗压与烘干实验,掌握了围岩的微观组成结构、力学性能和水力影响因素,分析了复杂水环境下围岩失稳的机理,指出该条件下关键是减少对围岩的扰动和切断水源.据此,提出了堵水和隔水2种不同的支护技术理念,即在高性能的锚带网索的基础上,对巷道进行内部强化和表面封闭,阻隔或减弱水力通道,避免围岩因水运动和风化作用导致支护结构失效,确保巷道在服务期内的稳定,并在现场进行了成功应用.

软岩巷道变形特征与分区域分阶段控制技术数值模拟研究

以某矿南翼回风大巷为例,分析了软岩巷道变形破坏原因,并结合数值模拟软件FLAC4.0分析了该巷道围岩变形发展规律:肩角较顶板、两帮和底板变形破坏的区域更大,并且随时间推移巷道浅部围岩的变形不断增大,即空间上的非均匀性以及时间上的持久延续性.针对软岩巷道的变形特性,提出了分区域分阶段动态控制技术,包括:锚网喷支护、注浆加固以及重点部位加强支护.现场的工业性实验观测结果表明,该巷道围岩变形逐步趋于稳定,变形量得到了有效控制,可以满足使用的要求.