店坪煤矿9-205运输顺槽留巷工艺应用实践

为进一步提高店坪煤矿9#煤巷道利用率、煤炭采出率,以9-205工作面为背景,综合运用工程类比、数值模拟、矿压监测等手段,对9-205运输顺槽进行留巷支护方案设计,模拟分析留巷阶段围岩破坏特征,矿压监测考察留巷支护效果。研究表明:9-205运输顺槽在原有“锚杆+锚索+锚网+托梁支护”的基础上,采用“单体液压支柱+工字钢棚”留巷支护,顶板下沉量约为33.1 cm,底板底鼓量约22.8 cm,应用效果良好。

基于侧向支承压力分布规律的巷帮支护技术研究

以目标矿9202工作面的地质资料为背景,运用理论分析、现场监测等手段对工作面煤柱帮的应力场分布、基本顶破断特性进行了系统研究,得出结论如下:构建了内外应力场、基本顶断裂位置、钻屑量分布规律相统一的理论模型;通过现场实测钻孔钻进过程中钻屑量的两个低值区分别为1~2 m段、4~7 m段,高值区分别为2~4 m段、7~10 m段,基本顶破断位置位于7 m位置;基于锚杆内外应力场的分布规律,提出了煤帮补强支护设计方案,在整个监测周期内两帮累计移近量为1 200 mm,巷道变形整体可控,新支护体系适应性较强。

浅埋大采高综放开采煤柱矿压显现规律研究

浅埋深大采高综放开采,因基岩厚度薄,工作面动载明显,区段煤柱宽度通常难以合理确定。通过在工作面区段煤柱内沿走向方向布置应力传感器,研究了煤柱受采动影响全过程的矿压显现规律。煤柱受工作面采动影响作用后,应力呈不对称的马鞍形分布,并且应力变化滞后于工作面的推进,靠近工作面采空区侧的应力集中系数要大于实体煤侧,2个马鞍形峰值间还存有8m左右宽度的低应力区,与离散元数值模拟结果相吻合,结果表明:煤柱内存在低应力弹性核区,经方案进行对比,确定合理煤柱宽度为20m。

煤层巷道两帮煤体应力和极限平衡区的探讨

本文介绍了国内外学者对煤层巷道两帮煤体应力及极限平衡区的研究成果,指出了研究中存在的问题。作者以松散介质应力平衡理论为基础,井结合应力微分平衡方程求出了煤层界面应力以及煤体的应力极限平衡区宽度。文中分析了开采深度、界面摩擦角、粘聚力、煤层厚度、侧向支护阻力、应力集中系数等因素对界面应力和极限平衡区宽度的影响。井下实测数据与计算结果基本吻合。

顺槽煤柱合理尺寸的三维数值模拟

根据上榆泉煤矿的开采条件,采用三维有限差分法模拟分析了采煤工作面推进150 m时,工作面前后方不同距离处受采动影响侧向围岩破坏特征和应力分布,据此,确定上榆泉煤矿10#煤层综放开采的顺槽煤柱尺寸应取16～20 m.

无煤柱综放开采大变形软岩巷道卸压维护分析及其应用

借助理论分析、数值计算、现场实测等方法,主要介绍了无煤柱综放开采沿空软岩巷道围岩结构及其变形破坏规律。首次提出了应用本煤层布置卸压巷并结合松动爆破技术解决沿空软岩巷道有效维护的难题。同时探讨了一般卸压原理及具体的卸压方案。理论和实践证明,这是实现沿空软岩巷道围岩控制的科学思路和有效方法。

大同矿区“三硬”煤层巷道煤壁整体推出型冲击地压发生机理的研究

建立了大同矿区"三硬"煤层巷道煤壁整体推出型冲击地压的数学力学模型,研究了整体推出型冲击地压发生的力学机理。认为在煤层与顶板已经离层的条件下,发生煤体整体移动所需的垂直应力的值很小,易发生煤体被挤出、整体向外移动的现象。

构造带极不稳定围岩注浆加固效果数值分析

泰来煤矿+1 150 m水平运输大巷处于多条断层影响区域,巷道顶底板和两帮移近量大。在现场调研、巷道顶底板岩层结构分析及实验室试验的基础上,提出了在原支护参数不变的情况下,进行围岩注浆加固措施。采用FLAC数值软件对注浆前后的围岩加固效果进行了对比分析。结果表明:只进行锚杆+喷层+锚索支护时,围岩变形速度和变形量都较大,"围岩-支护"共同体呈松散破坏状态。采用注浆加固和锚杆+喷层+锚索的联合支护方式,围岩变形得到了有效控制,顶板最大下沉量140 mm、最大底鼓量80 mm、两帮最大移近量为125 mm。

弱化顺槽顶板降低工作面侧向应力的模拟研究

针对工作面瓦斯尾巷难以维护的一类工程问题,采用三维有限差分法模拟研究了弱化顺槽顶板岩层对屯兰矿综采工作面采动侧向应力分布的改善规律。研究结果表明,随着对顺槽顶板岩石弱化程度的提高,工作面侧向支承应力峰值降低,影响范围减小。即工作面侧向巷道的稳定性将随着对顺槽顶板硬岩层的弱化程度提高而得到有效改善。

钻孔煤粉量变化规律在区段煤柱合理参数确定中的应用

通过对钻孔煤粉量变化规律与支承压力分布关系的研究 ,论证了可以利用钻孔煤粉量变化来推测支承压力分布规律。实测得到了平煤集团十三矿大倾角综放工作面区段煤柱侧向支承压力分布规律 ,为合理区段煤柱留设尺寸确定提供了基础依据。

煤巷片帮类型及锚固机理研究

根据软弱岩体的力学行为特征,分析了两帮的主要破坏失稳形式,并提出了形成厚、宽比大于薄板的锚固墙(或锚固块)的锚杆支护观点,从而使破碎岩体较高的抗压和抗剪切能力得以较好发挥;并据此推导出了锚杆长度、间距、排距等几何参数以及锚杆的锚固力、杆体强度等力学参数的确定方法。

侧压系数对圆形巷道周边应力分布规律的影响研究

应力场中侧压系数对围岩应力场分布有着明显的影响,在已有研究成果基础上,以圆形巷道周边应力分布规律为研究对象,经过数学力学分析得出:当1<λ<3时,巷道周边只有压应力;当λ>3时,巷道周边应力既有压应力又有拉应力。压应力主要分布在巷道的两帮,拉应力主要分布在巷道的顶、底板,且呈对称分布。焦煤公司九里山煤矿原15回风巷道周边的分布和变形说明,得出的结论是合理的。

塔山矿综放工作面煤壁片帮规律分析研究

为了掌握特厚复杂煤层综放开采工作面煤壁片帮规律,在分析综放面回采工艺和机械设备的基础上,通过观测工作面周期来压期间和非周期来压期间煤层推进度与片帮深度及片帮率的关系,得出了采面片帮深度和片帮率的分布规律,为改进回采工艺和采面安全生产提供了可靠的科学数据。

大断面沿空留巷充填体的受力变形分析

根据沿空留巷的力学环境建立了充填体的弹性力学模型,运用变分原理研究充填体的位移分布特征,初步得到了充填体内的位移场分布规律,并对充填体位移与巷道宽度、充填体宽度及支护阻力之间的关系进行了分析,得到如下结论:充填体内侧水平位移随着留巷宽度的增加而增大,即巷道宽度越大,充填体侧向变形越大;当充填体宽度较小时,其内侧水平位移两端小、中间大,随着充填体宽度的增加,其顶部和中部位移都相应增大,顶部位移增加幅度较大,即充填体宽度越大,其侧向变形越大;充填体内侧水平位移随着支护阻力的增大基本没有变化。

巷道爆破掘进中侧压系数对薄层复合顶板影响的数值分析

为分析侧压系数在巷道爆破掘进时对薄层复合顶板的影响,针对东荣二矿17#煤顶底板地质条件建立相应数值计算模型,采用非线性有限元动力分析软件ANSYS/LS-DYNA分析了巷道爆破掘进中在不同侧压系数条件下对薄层复合顶板的影响。分析结果表明:不同侧压系数对薄层复合顶板不同区域影响效果不同,爆炸对顶板的冲击压力影响较大,而对顶板的振速影响较小。随着侧压系数的增大,在掘进工作面后方,爆炸初期顶板压力减小,而中、后期压力逐渐增大;在掘进工作面的前方,爆炸初期、后期顶板压力逐渐增大,而中期压力逐渐减小。因此,巷道爆破掘进时,在工作面后方应及时支护,提高顶板的强度,以减小爆破对后方顶板离层的加速作用;同时应优化爆破参数,以降低爆破对前方顶板的损伤作用,以防掘进过程中发生冒顶事故。

基于FLAC^(3D)的深部巷道围岩变形数值模拟

应用FLAC3D对东荣二矿深部巷道围岩变形进行数值模拟,在一定程度上起到理论指导作用,从分析结果可以看出喷锚注支护可以有效地控制围岩变形,改善巷道围岩应力分布,减小巷道位移量,提高围岩强度和自承能力,支护结构长期稳定,能够很好地解决深部破碎巷道围岩变形控制问题。

关于煤矿中“突出”的理论——对慕尼黑工业大学矿业力学研究的介绍(特约稿)

本文总结了慕尼黑工业大学关于煤矿中突出问题的研究。首先,指出了易发生突出的材料的一个主要力学特征,是材料参数在破坏后效区快速下降。接着,将简化弹塑性理论(或称初等理论)应用于研究突出,揭示了突出的某些基本机理。还详细讨论了临近巷道存在坍塌及考虑煤层内部剪应力时对突出的影响。最后给出了把坍塌形成当作突出处理以及把煤层顶底板岩石当作弹性体考虑的结果。将理论结果与现场现象进行了对比,并对预报及防止突出的方法用力学观点给予了解释。

回采巷道侧压的变形特点及控制

巷道侧压较大时，维护十分困难。对巷道侧压产生的机理，回采巷道侧压较大的原因进行了论述，提出用离壁法控制巷道侧压。

确定煤矿巷道围岩完整性的一种新方法

在分析地质构造形态与构造结构面关系的基础上,提出了确定煤矿巷道围岩完整性的新方法.通过对现场实测资料回归分析,依据煤层底板等高线的曲率半径或断层法向落差及距断层面的距离得出相应的岩体完整性指数.

东滩煤矿围岩水平应力对巷道影响分析

通过分析围岩应力特别是水平应力对巷道的影响,结合现场实测,揭示了现场地应力测量结果,为矿井巷道布置提供了重要依据。实践证明地应力测量结果对矿井巷道布置具有重要意义。