层理劣化影响下破碎顶板巷道变形机理及控制研究

为解决层理劣化的破碎顶板下巷道支护难题,以辛置煤矿东四运输延伸巷为工程背景,研究了该巷道层理劣化的顶板变形破坏规律,提出了相应的支护对策,并进行了现场应用。采用FLAC3D中的interface单元,建立了含层理的巷道顶板模型,分析了层理影响下破碎顶板变形破坏特征,对比了不同支护方案的巷道围岩变形规律。对层理劣化的顶板,高预应力锚杆能充分提高顶板自承载能力,进而降低锚杆支护密度,既能控制巷道围岩变形,亦能提高掘进速度。最终,将提出的支护对策应用于现场,监测数据表明:该支护对策能保证巷道围岩稳定,且有利于提高巷道掘进速度,对类似的层理劣化的破碎顶板下巷道支护提供了参考。

矿井综采工作面末采三角区顶板控制技术研究

针对综采工作面末采三角区顶板通常存在难控制的问题,以晋能控股煤业集团某矿51206综采工作面末采三角区为研究对象,通过改进优化常规打设单体柱的支护策略,采用加密钢丝绳并配合锚网索,同时增设掩护架来有效控制抽架后三角区顶板的策略来进行顶板控制。实际应用结果表明:新支护方案用料更少,支护效率更高,工人劳动强度更低,有助于提高作业效率与作业安全性,可为类似工况下的顶板控制提供参考。

掘进巷道顶锚杆二次预紧质量控制技术研究与应用

长期以来,井工煤矿巷道掘进工作面多数采用锚网索联合支护,顶锚杆作为锚网索支护中最重要的一部分,其施工质量好坏决定着巷道整体支护效果。在对掘进巷道顶锚杆支护质量进行检查时发现,多数顶锚杆扭矩不达标,经查阅多家煤矿掘进作业规程,作业规程中对于顶锚杆施工过程中的二次预紧工序并没有详细规定。鉴于以上因素,设计制造了锚杆机用万向预置式扭矩放大紧固器,采用模块化设计思路,投入使用后,可完全解决施工中扭矩过大导致锚杆拉伸变形及螺纹变形;能够适应井下复杂环境下锚杆与顶板间安装角度要求及紧固时锚杆机角度偏差导致螺纹处折弯及螺纹损坏;可以避免辅助人员手持手把登高作业坠落风险和手把脱手被击打风险;可在顶锚杆二次预紧作业中实现一人操作,有效增加作业效率;可确保锚杆紧固到设定扭矩时装置打滑保护,保证锚杆紧固扭矩在达到要求的情况下,锚杆不被损坏,做到锚杆支护效果达到最优。

坚硬顶板回采巷道锚网索联合支护技术应用

以荆宝煤业30301运输顺槽基本顶为平均厚度8.66 m的坚硬细粒砂岩为工程背景,提出了利用坚硬基本顶岩层的承载性能、高强主动支护以及巷道支护参数优化的坚硬顶板回采巷道支护思路,采用锚网索联合支护技术,实现30301运输顺槽围岩的稳定控制。

弱胶结软岩巷道锚网索耦合支护技术研究

为解决弱胶结软岩巷道支护困难的问题,以伊犁一矿弱胶结软岩巷道为研究对象,结合煤岩物理力学性质及原岩应力测试结果,在分析巷道围岩变形破坏原因的基础上,通过优化支护参数提出了锚网索耦合支护方案。在利用数值模拟验证新支护方案可靠性的基础上,通过现场观测分析总结了采用新支护方案后巷道围岩变形有巷道开挖影响、变形限制、稳定变形3个阶段。结果表明:顶底板移近量平均为50 mm,两帮移近量平均为23 mm,变形稳定时间缩短为15 d;锚网索耦合支护能有效控制巷道围岩变形,改善围岩应力状态,充分利用深部围岩的自承载力。

锚网索联合支护沿空留巷顶板离层分析

在锚网索联合支护条件下,将沿空留巷顶板的变形分为3种类型,分析了顶板离层与顶板变形形态的关系,阐述了顶板离层机理,计算了顶板离层临界值,并将理论分析结果应用于四川达竹煤电集团金刚煤矿3117回采工作面沿空留巷中,巷内采用锚网索联合主动支护方式控制顶板离层,巷旁采空区侧增补顶板锚索及时切顶以弥补普通混凝土巷旁充填体初期强度之不足。

深部全煤巷道锚网耦合支护技术应用研究

支护体与围岩在刚度、强度和结构上的不耦合是影响全煤巷道围岩稳定性的主要原因.为解决这一问题,采用新型的锚网索支护方案对支护参数和支护过程进行优化.计算机模拟结果显示,巷道实施耦合支护方案后,应力集中程度减小,高应力区向深部围岩转移,支护系统可靠性明显增强.优化后的支护方案运用于现场,巷道围岩达到稳定的时间较优化前明显缩短.理论和实践表明,深部全煤巷道通过强化支护和适度让压,充分发挥锚网-围岩整体力学效应,可以达到巷道稳定的目的.

综放巷内充填原位沿空留巷技术

针对综放沿空留巷的技术难点,在分析综放沿空留巷围岩结构力学模型的基础上,提出了巷内充填原位沿空留巷的新技术。此项技术有两个关键方面:一是大断面全煤巷道顶煤完整性的维护;二是大体积长距离充填体的整体稳定性控制。对巷内基本支护为梯形金属支架的原有巷道,提出了实施此项新技术的具体方案。现场工业性试验表明,该项技术的应用是成功而有效的,可在类似条件的综放工作面推广应用。

金川镍矿不良岩层巷道变形与支护研究

金川镍矿是我国最大的地下有色金属矿山,该矿具有地应力高、围岩破碎的特点,巷道支护是金川镍矿面临的一个严峻的问题。介绍了金川镍矿围岩的工程地质分类、地应力的分布规律和不良岩层围岩的基本特征,总结了金川镍矿不良岩层巷道的变形破坏规律,评价了过去该矿所用的各种巷道支护方式,并介绍了金川镍矿不良岩层巷道支护的新方法:采用强力喷锚网支护作为一次支护,尽快的提供支撑抗力,有效的阻止围岩松散,并在有制约的条件下,容许围岩变形缓慢发展,使围岩应力得到一定释放。二次支护采用锚注式支护方式,使浆液注入岩体裂隙,配合喷锚支护,可以形成多层组合拱结构,扩大了支护结构的有效承载范围,改变了围岩的松散结构,提高了支护结构的整体性和承载能力。在局部围岩不稳固地段,采取喷锚网支护、网钢构架支护、U型钢拱架支护及现浇钢筋混凝土支护等措施,进一步提高支护强度,避免巷道的变形破坏。目前,这一新的支护方法已经在金川镍矿逐步推广应用。

深井大采高综采工作面切眼联合支护技术

针对深井大采高综采工作面切眼断面大、深埋层、支护难的实际情况,对传统的支护方式进行了论证研究。结果表明,相对于传统的锚网索支护或棚式支护,"锚网索加挑棚和木垛联合支护"方式能够较好地控制大跨度、大高度条件下的切眼顶板及两帮围岩的变形。介绍了该支护方式的具体支护参数及施工工艺,并成功应用于潘集第一煤矿2141(3)工作面。

深井坚硬顶板回采巷道锚网索支护技术研究

针对谢一矿5121(s)B9b工作面坚硬顶板巷道受高地应力及动压影响较大,采场坚硬顶板在垮落时垮落步距大,来压强烈等特点,采用理论分析及现场实测相结合的方法,研究了顶板的垮落特征及其对回采巷道影响,对工作面运输巷采用了树脂加长锚固强力锚杆和锚索的组合支护方式,确定了锚杆索支护参数,并制订了合理的支护方案。现场实测表明,强力锚网索组合支护系统能够满足深部坚硬顶板巷道支护要求,巷道的最大变形率控制在6.1%以内,确保了掘进及回采期间的巷道安全。

PS6I矿用混合型湿喷机组的设计及性能分析

为解决现有干式喷浆机易堵管、粉尘大、回弹率高和抗压强度低等问题,设计了一种PS6I矿用混合型湿喷机组,其采用独立制浆机和抽浆泵的结构,易于精确掌控物料的配比并促成干料和湿料的均匀混合。同时干湿料的区分输送大幅降低了粉尘浓度和堵管概率,既改善作业环境,又有效地保证干湿料的连续传输,喷混凝土连续作业能力增强。现场分别收集干式喷浆机和PS6I矿用混合型湿式喷浆机作业的混凝土试块及回弹料,并测试各区域粉尘浓度,通过实验室单轴试验和理论计算对比分析两者的技术经济指标。结果表明,PS6I矿用混合型湿喷机组喷浆相比较干式喷浆机作业,回弹率降低10%,喷混凝土抗压强度提高22.4%,粉尘浓度降低46.1%。

复合顶板松软煤层锚网喷支护实践

通过分析贵州省青龙煤矿复合顶板松软煤层巷道原支护失败原因,并结合巷道的控制原理,提出巷道的控制技术:采用喷浆封闭围岩防止复合顶板风化破碎;用高预紧力、高强锚杆控制复合顶板的早期离层和提高围岩自身的承载能力;在允许两帮合理变形的同时,用高强锚杆提高两帮煤体强度;最后对帮角加固,防止帮角剪破坏。

深井软岩巷道底板卸压钢丝绳网锚注支护技术研究

针对平顶山天安煤业股份有限公司一矿深井软岩回风上山巷道工程地质条件和围岩变形特征,采用数值计算方法,研究了底板卸压槽卸压前后巷道围岩应力场、塑性区的变化规律,分析了底板卸压槽卸压机理,提出了钢丝绳网锚注支护技术,并进行了工业性试验。研究结果表明:(1)巷道底板开掘卸压槽卸压后,底板围岩垂直应力和水平应力的高应力区及其峰值应力均向底板深部转移。卸压后底板同一深度的围岩应力均小于卸压前的围岩应力;卸压后巷道顶底板和两帮围岩的塑性区范围均增大,底板卸压效果明显。(2)深井巷道围岩的破碎区和部分塑性区是支护的重点。回风上山巷道采取开挖底板卸压槽、钢丝绳网锚杆支护和围岩注浆加固等支护措施后,在围岩中形成了锚注体支护圈,提高了围岩的强度和自身承载能力。巷道围岩经历加速变形阶段、减速变形阶段和稳定变形阶段后,一直处于稳定变形状态。卸压槽+钢丝绳网锚注支护在回风上山巷道的支护试验取得成功,可为深井软岩巷道支护提供参考依据。

锚网支护下矿井瞬变电磁响应特征及处理技术研究

为了研究锚网支护对矿井瞬变电磁法探测造成的影响,利用物理模拟相似性准则,进行物理模拟实验和矿井试验,研究锚网支护的瞬变电磁响应特征,并提出处理方法。实际应用结果表明:受到锚网金属支护的影响,测得的二次感应电位数值明显增大,反演出来的视电阻率值明显变小,且对感应信号前期的影响大于后期。建立了锚网支护校正的数学模型,并提出新的数据处理方法,可有效剔除假异常,提高反演解释的精度。

深部巷道锚网索支护参数关键因素分析

为了获得深部巷道锚网索支护的关键参数,运用数值模拟计算和正交试验方法,研究了深部巷道锚网索支护参数对巷道两帮及顶底板移近量的影响程度,并采用极差分析法对试验结果进行分析,得出了影响锚网索支护的关键因素。结果表明,锚杆间排距对巷道两帮及顶底板移近量的影响程度最大,依次为锚杆直径、锚杆长度及施加的预紧力。工程实践证明,合理的支护参数使巷道围岩变形明显减小,围岩稳定性得到明显提高。

沿空窄煤柱锚网带支护的巷道稳定性研究

锚杆支护是煤矿采准巷道的重要支护方式 ,沿空留巷技术是回采巷道支护技术改革的主要方面。笔者将两种技术相结合 ,用于保证回采巷道的稳定。在现场矿压观测的基础上 ,讨论了支承压力分布规律和窄煤柱护巷机理 ,运用极限平衡理论计算出护巷煤柱宽度 ,同时结合数值分析和现场巷道变形以观测结果 ,实践证明 ,只要设计参数合理 ,施工质量满足要求 。

深部采区轨道下山巷道钢丝绳网锚注支护技术研究

深井采准巷道支护技术一直影响到煤矿的安全高效生产。针对平煤五矿采区轨道下山工程地质条件,采用理论分析、现场工业性试验等方法,对轨道下山巷道变形原因、变形特征和支护原则等进行了系统研究并进行现场支护试验。研究结果表明:①围岩应力高、岩性差、受采动影响,以及锚注支护方式及参数不合理是造成轨道下山巷道变形破坏的主要原因;②提出了全断面支护、强化围岩自身承载能力、柔性喷层的支护原则,确定了钢丝绳网混凝土喷层结构、注浆锚杆和注浆参数等钢丝绳网锚注支护有关技术参数。钢丝绳网锚注支护在轨道下山巷道翻修中进行了工业性试验,巷道经历了两侧工作面采动影响后,能够满足生产安全需要,减少了巷道维修次数,现场试验取得了成功。

复合顶板巷道围岩控制技术研究

针对星村矿3207轨道巷复合顶板松散破碎、顶板下沉量大、锚索破断等变形特征,分析了巷道变形破坏的原因、复合顶板巷道变形规律和控制技术要点,提出了采用"预应力中空注浆锚索+锚网索"联合支护方案,加强顶板支护强度,充分发挥围岩自承能力。现场工业性试验表明,该支护方案能有效控制巷道围岩变形。

锚网支护在综采工作面回撤通道中的应用

针对平顶山天安煤业股份有限公司一矿井下断层多、综采工作面搬家频繁的局面,在对锚网支护设计参数、施工工艺、安全措施等方面进行改进的基础上,采用锚网支护替代木梁支护支架回撤通道。实践证明,回撤通道采用锚网支护降低材料消耗10%,重开切眼工期缩短1/3,顶板管理的可靠性得到提高,达到了降耗、安全、快速的效果。