锚网索钢带联合支护在白水煤矿23508工作面切眼大跨度掘进中的应用

介绍了白水煤矿23508工作面大跨度切眼的施工中，采用锚网索钢带联合支护的支护参数和具体施工过程，为在同类地质条件下切眼支护积累了技术施工、管理经验。

大跨度切眼刷大施工方式的优化与应用

本文以蒋庄煤矿掘进工作面为例,探讨综掘掘进拐弯调向施工技术优化与应用,重点探讨大跨度切眼施工方式的优化:一是3下1001外切开门处剥犄角仅考虑超前侧施工,减少顶板跨度;二是超前侧施工到位后,后退掘进机在距开门点30m处斜向刷大施工至设计位置;三是后段刷大侧施工到位后,利用贯通点空间大进行调头,二运转载机在巷道内进行拆解,调头后重新组装;四是掘进机反向开至刷大侧煤垛处,掘进机、二运转载机和滑靴合茬,反向缩滑靴施工。

大跨度切眼顺山支架综掘扩安一体化施工实践

传统的综采工作面大跨度切眼施工期间,通常采用单体支柱配合π型钢梁加固顶板,顶板支护效果差,效率低下,且安全隐患较大。针对综采工作面切眼大跨度顶板支护难题,采用顺山液压支架加固顶板施工工艺,取得较好的支护效果。

复合顶板工作面开切眼支护技术研究

某矿41205工作面切眼跨度为8.5 m,直接顶为炭质泥岩、铝质泥岩以及细砂岩互层,为典型的复合顶板,具有承载能力差、强度低、遇水及空气容易风化等特点,导致切眼围岩控制难度较高。结合矿井以往切眼支护经验,提出采用切眼导硐+刷扩方式完成切眼掘进,并采用锚网索桁架支护为主、围岩喷浆及补强为辅的围岩支护措施,通过强化支护体系强度及与围岩耦合效果达到控制复合顶板围岩变形的目的。现场应用后,41205工作面切眼顶板、底板、巷帮位移量分别为39 mm、17 mm、35 mm,有效控制了围岩变形。

大跨度切眼破碎顶板加固技术研究

3503切眼跨度达到9.5 m、高度为4.0 m,由于顶板为破碎软岩,导致切眼掘进期间围岩控制难度较大。基于此,提出采用注浆方式加固破碎顶板,并通过全锚索方式减少顶板变形量,切眼中部通过桁架锚索进行补强加固。对3503切眼掘进、注浆及围岩支护方式等进行设计,经现场应用后,3503切眼围岩变形量整体较小,可满足采煤设备安装、通风等需要,表明现场使用的注浆加固方式及围岩支护方式效果显著。

大跨度切眼分层围岩体协同支护技术研究

为保障王坡煤矿分层围岩体开切眼巷道的稳定,以3209切眼掘进支护为背景,采用数值模拟方法探究分层围岩体切眼巷道围岩破坏特征。通过现场调研和理论分析,该巷道围岩属于典型的分层围岩体,开切眼期间顶板围岩表现出破坏范围广、表面变形大、离层严重的矿压特征。依据前述围岩特征,对切眼巷道设计“高强预应力锚杆+锚索+钢筋网+钢带+单体柱”的协同支护方案,验证支护方案的围岩控制效果,结果表明:3209切眼巷道顶底板移近量最大值为169.8 mm,两帮移近量最大值为256.5 mm,巷道围岩整体稳定性良好。

深部大跨度切眼顶板分区控制技术

针对深部大跨度切眼顶板自稳能力差、变形剧烈、支护困难等问题,以赵固二矿1105大采高工作面切眼支护为工程背景,综合现场调研、理论分析、顶板探测等方法,分析了深部大跨度切眼冒顶机理和不同顶板的控制关键,提出了以接长锚杆支护为主导的顶板分区控制技术,阐明了不同顶板分区的控制原理。据此,对赵固二矿1105切眼二次成巷进行了支护设计,并进行了顶板下沉量和顶板失稳垮落规律监测,结果表明:接长锚杆与中部层位顶板共同形成的"锚固体岩梁"呈现出较好的稳定性,各层位顶板均得到了有效控制,保证了切眼顶板安全与正常服务。

破碎复合顶板大跨度切眼联合支护技术

在破碎复合顶板大跨度切眼支护中,由于巷道地质条件复杂,矿压显现严重,随着地压和巷道断面的增大,存在着一般锚网索支护困难的问题。根据复合顶板巷道的地质特点及矿压显现特征,在大断面破碎复合顶板条件下采用联合支护技术。此种支护结合主动支护和被动支护的优点,减少顶板离层,实现了对大断面切眼围岩的有效控制,防止切眼强烈变形、断裂,保持了原切眼的稳定性,达到了良好的支护效果,取得了显著的技术经济效益。

固体充填采煤超大跨度开切眼成巷及支架安装技术

为解决固体充填采煤超大跨度开切眼围岩稳定控制难题,基于充填采煤液压支架的结构特点,提出支架整体安装一次成巷法、后顶梁滞后安装一次成巷法和降低后顶梁安装二次扩面法3种不同的开切眼成巷方法。通过综合分析支架安装工艺、大断面顶板悬露时间及围岩控制等因素,得出了降低后顶梁安装二次扩面法更有利于围岩稳定的结论。以河南某矿10.2 m长充填采煤液压支架为例,采用降低后顶梁安装二次扩面法的开切眼成巷工艺,设计了总跨度8.7 m、长度100 m的开切眼,采取高预紧力锚杆锚索和二次扩面段单体液压支柱加强支护的围岩控制方案,利用数值模拟对开切眼围岩变形量和塑性区破坏深度进行分析,确定初次导硐跨度及二次扩面长度分别为5 m和12 m。工业试验及现场实测表明,对于固体充填采煤超大跨度开切眼采用降低后顶梁安装二次扩面法,可以有效的控制超大跨度开切眼变形,确保充填采煤工作面的快速安装,达到了预期的效果。

综放大跨度三心微拱形开切眼围岩破坏机理与控制技术

针对松软厚煤层综放大跨度开切眼围岩控制难题,以魏家地煤矿2303工作面开切眼为工程背景,采用数值模拟与现场实践相结合的方法,提出了三心微拱形开切眼断面形状,探讨了三心微拱形开切眼围岩应力分布特征及破坏机理,并与矩形切眼对比分析。结果表明:三心微拱形开切眼的肩角和顶板受力均匀,能够将顶板垂直应力传递到两帮,肩部所受压应力明显减小,未出现较大应力集中现象;肩角附近围岩主要受到压剪破坏,破坏区域集中,呈“蝶形”分布;顶板围岩受到拉剪破坏,破坏区域面积减小,围岩相对稳定;且弧形顶板、肩角有利于锚杆安装。基于三心微拱形开切眼围岩破坏特征,提出了锚杆-锚索-锚网联合支护的围岩控制技术,顶板下沉量减少50%,两帮移近量减少55%;在2303工作面进行工业性试验,现场实测顶板下沉量为170 mm,两帮相对移近量为220 mm,围岩控制效果良好。

深井厚煤层综放大跨度开切眼快速施工及支护技术

针对深井厚煤层综放大跨度7 m宽开切眼变形严重、施工支护困难的情况,采用新型高预应力锚杆锚索联合支护方式,合理选择支护参数,采用高强度高预应力锚杆锚索一次成巷施工工艺。试验结果表明:该施工支护技术可使开切眼变形得到有效控制,顶板下沉量小于160 mm,两帮移近量小于150 mm,施工时间缩短50 d,实现了快速安全施工。

大跨度开切眼围岩强化控制技术研究

为掌握厚煤层大跨度开切眼破坏特征,并对围岩稳定性进行有效控制,对庞庞塔煤矿705工作面大跨度开切眼掘进过程中出现的巷道两帮移近量大、顶板下沉剧烈等情况进行分析,通过分析围岩变形破坏的诱因,结合锚索桁架对顶板的支护作用机理,提出了以锚网索+桁架联合支护为基础的大跨度强化梁控制技术。应用结果表明:导硐开挖期间巷道顶底板最大移近量为90 mm,两帮最大移近量为100 mm,导硐开挖相对稳定期为15天左右。巷道扩帮期间顶底板最大移近量为95 mm,两帮最大移近量为65 mm,顶板在20天左右即能达到稳定,两帮在10天左右即能达到稳定,围岩变形量得到了有效控制。

大跨度切眼围岩稳定性分级及变形控制研究

以晋华宫矿402盘区8206综采面切眼为研究对象,提出了顶板离层率、围岩松动系数及顶板裂隙发育度3个围岩稳定性控制指标,分别对3个控制指标进行科学合理分级。借助3个控制指标分级,并结合矿井顶板的基本性质和特点,将切眼围岩控制支护难度划分为六级,通过运用计算和分级表判定8206切眼围岩支护难度为二级(难支护型)。提出了"三位一体"综合支护体系,并阐述了其控制方法和作用。对8206综采面切眼支护试验结果表明:"三位一体"综合支护体系对围岩控制效果显著,为矿井相似条件切眼围岩控制提供技术借鉴。

二次掘进下大跨度开切眼支护数值模拟及应用

针对煤矿开采深度增加,开切眼跨度增大、地质条件复杂多变、围岩支护日益困难的问题,利用FLAC3D数值模拟软件,对南阳坡煤矿8702综采工作面大跨度开切眼支护进行了研究,分析了该开切眼在二次开挖过程中的围岩应力、位移变化规律。研究结果表明:开切眼的位移量大于刷扩开切眼位移量的50%,开切眼左帮位移量大于开切眼右帮及刷扩开切眼右帮的位移量,开切眼左帮顶部位移量大于开切眼右帮顶部位移量。开切眼的破坏形式为顶板拉裂破坏,刷扩开切眼的破坏形式为帮部挤压破坏。依据悬吊理论及其他矿区成功经验,确定了锚网索联合支护方案。通过对现场监测结果分析,表明巷道围岩的变形量与支护条件下数值模拟的变形量基本吻合,该支护方案能有效控制围岩变形,保证开切眼的稳定。

不稳定厚层泥岩顶板大跨度切眼支护技术研究

福城煤矿1302南切眼跨度大,顶板厚层泥岩破碎范围大、破坏严重,采用普通锚网支护技术巷道维护困难。基于此,论文研究了不稳定厚层泥岩顶板条件下大跨度切眼围岩内外承载结构控制原理,提出了高强锚杆(索)、高锚固点(大锚固范围)及高承载结构的"三高"支护技术,确定了以高强度长锚杆、加厚"W"钢带、钢筋网、高预应力长锚索梁及单体支柱的联合支护形式,实现了巷道围岩的稳定控制。

大跨度复合顶板切眼失稳机理及控制技术研究

针对大跨度复合顶板切眼断面大、顶板破碎、支护困难的问题,以某矿4303工作面切眼为研究对象,采用围岩钻孔观测和理论计算的方法,分析了切眼围岩破坏特征及裂隙发育规律,建立了顶板失稳模型,研究了大断面复合顶板切眼破坏失稳机理。研究表明,巷道断面跨度增加,顶板下位岩层弯矩增大,垮落拱高度显著增加,可通过分步成巷道和高预应力加固顶板岩层的方式进行围岩控制;提出了高预应力锚杆锚索组合支护技术。现场实践表明:提出的支护策略对大跨度复合顶板切眼的控制具有良好的效果,能为类似条件的切眼支护设计提供借鉴。

大跨度厚煤顶切眼破坏特征及控制对策研究

本文以大黄山煤矿+735综放面切眼为研究对象,分析了该类切眼围岩控制特点,探讨了大跨度厚煤顶切眼围岩破裂机制,在此基础上对其围岩裂隙发育度进行分类;同时,对大跨度厚煤顶锚杆锚固区域内的煤体建立了"承载梁"力学模型,应用弹性力学、结构力学及材料力学理论推演"承载梁"不发生拉伸破坏的极限条件。提出了"承载区分级"区域控制对策,并详细分析了其具体措施和作用效果。井下对+735综放面切眼支护试验结果表明,锚网(索)"承载区分级"强力支护系统对大跨度厚煤顶切眼的控制有良好的效果,提高了该类切眼服务期间的稳定性,能为类似条件切眼支护技术提供借鉴。

人工再生顶板大跨度切眼联合支护技术

在人工再生顶板大跨度切眼支护中,由于巷道地质条件复杂,矿压显现严重,且随着地压和巷道断面的增大,存在一般锚网索支护难以克服的困难。根据人工再生顶板巷道的地质特点及矿压显现特征,在大断面人工再生顶板条件下采用"木架棚+锚索"联合支护。此种支护结合主动支护和被动支护的优点,减少顶板离层冒落,实现了对大断面切眼的有效控制,防止了切眼强烈变形、断裂,保持了切眼的稳定性,达到了良好的支护效果,为人工再生顶板下的煤炭开采提供了可靠的安全保证。在充填开采下,采用钢梁和单体液压支柱不便于回收,而木材价格低廉,减少了支护材料的丢失浪费,取得了显著的经济效益。"木架棚+锚索"联合支护技术对于充填开采大跨度巷道具有借鉴作用。

复合顶板大跨度切眼锚网(索)支护技术研究应用

以澄合二矿24506大跨度切眼断面锚杆(索)支护项目为工程背景,运用理论计算、数值分析和现场监测相结合的手段,对复合顶板大跨度切眼支护技术进行了研究和现场实践,得出复合顶板大跨度切眼支护较为合理的支护参数。

综采工作面大跨度切眼支护实践研究

以3103工作面大跨度切眼为研究对象,分析了传统架棚支护的利弊,提出采用'锚索网+托棚'和梯形棚交叉支护的方式进行切眼支护。结果表明,采用新支护方式能够加快切眼掘进施工速度,经济效益显著。