高应力煤层顶板巷道底鼓治理技术研究

巷道底鼓问题一直是困扰煤矿科技人员的难题。随着采深的加大,地应力以及采动应力显现更加明显,巷道的帮顶支护技术随着材料、机具、工艺的创新已经被有效解决,矿山压力的显现只能在支护比较薄弱、或者说没有支护体的底板进行显现。这就造成很多巷道帮顶基本无变形,而底鼓十分严重。对常村矿煤层顶板运料斜巷底鼓问题进行了地质资料调查,根据底板岩层强度及破坏深度,制订了合理的加固方案及工艺,取得了良好的支护效果。

采动与隐伏断层双重作用下底板破坏特征

针对工作面底板含隐伏断层条件下底板水害多发的问题,综合数值计算与现场实测2种方法探究底板岩体采动破坏特征。模拟结果得出:底板塑性区范围随工作面推进距离增加而扩大,距底板隐伏断层远场的完整型底板岩体最大破坏深度约为18 m,靠近底板隐伏断层的岩体最大破坏深度约为28 m,隐伏断层活化是促进底板破坏深度增加的积极因子;受隐伏断层存在的影响,底板岩体采动破坏范围呈现出以过隐伏断层顶部竖轴为对称轴的正"八"型破坏形态;钻孔窥视实测得到采动破坏影响范围内呈现出裂缝贯通型"环形"破坏圈的特征,底板采动破坏深度最大值约为29 m。结果表明:受隐伏断层和采动应力影响,底板破坏深度明显增大,且扩展路径沿着隐伏断层顶部斜向下发展,数值模拟与实测结果误差约为3.4%。

古书院矿破碎巷道锚注一体化支护技术研究

针对古书院矿15号煤层1523101巷受古书院矿—凤凰山矿回采动压的影响导致巷道底鼓、两帮变形严重的问题进行研究,通过现场观察、电镜窥视等手段对巷道破坏机理进行分析,发现底板岩层较软,在强烈动压作用下导致其破碎严重;在分析巷道破坏机理、参考原支护方案、及同类型矿井支护方案的基础上,提出采用"高压注浆+高强锚杆、锚索支护"的方案对巷道进行维护;并借助电镜窥视发现浆液能够有效充满裂隙使巷道围岩成为一个整体;并设置测点对掘进、回采期间巷道顶底板、两帮位移进行检测,显示该支护方案能够将回采期间的底鼓量控制在180 mm以内,两帮变形量控制在243 mm以内,有效控制了巷道围岩的变形,满足生产需求。

深埋近距离煤层开采底板破坏深度确定方法研究与应用

针对鄂尔多斯盆地深埋条件下煤层采动底板扰动破坏深度难以确定的问题,分别采用“三下”规范经验公式、多元线性回归模型、塑性力学理论公式计算、数值模拟和钻孔窥视探测等方法,研究了煤层采动底板破坏深度。研究结果显示,数值模拟结果与实际探测窥视结果较为接近,但该方法流程复杂,应用难度较大;钻孔探测窥视结果为实测值,可信度最高,但施工及观测困难,不宜作为常用手段;而塑性力学理论公式计算结果与实际探测窥视结果基本一致,且计算方便,可适用于近距离深埋煤层底板破坏深度的计算,从而为采空区探放水设计及底板灾害防治工作提供理论依据。

带压开采煤层底板破坏深度研究

底板破坏深度影响底板注浆改造层位的选择,采取钻孔压水试验、声波测试、钻孔窥视3种实测技术手段,选择桑树坪煤矿下组煤3105工作面进行底板破坏深度综合测试。研究结果表明,钻孔压水试验测试显示底板破坏深度为14.9 m,声波测试显示底板破坏深度为14.7 m,钻孔窥视显示底板破坏深度为15 m,声波测试结果真实合理地反应了工作面回采过程中底板岩层应力、应变变化规律,最终综合评价3105工作面底板破坏深度为15 m,可应用于同一采区其他工作面,为底板注浆加固层位选择提供了技术参数。