锚杆组合支护在近距离薄煤层切眼断面巷道的应用研究

本文针对大同煤矿集团大斗沟煤业公司侏罗纪14-3#薄煤层切眼巷道近距离薄煤层顶板支护形式的选择,并结合顶板岩性,对锚杆、锚索、组合支护进行参数设计和机理分析。

大断面切眼不同支护方式对围岩控制效果的数值分析

为了研究综采面切眼导硐和刷扩时采用单体挑棚支护和液压支架的不同布置方式对顶板的控制效果,运用FLAC3D软件进行数值模拟,分析在不同支护方式和不同滞后支护距离情况下,导硐与刷扩面顶底板移近量以及顶底板最大移近量的变化,在不同滞后距离条件下,分析了液压支架顺山布置与走向布置对刷扩面顶板下沉量的影响规律。结果表明:液压支架支护明显优于单体挑棚支护,表现为顶底板移近量和稳定距离减少,支架走向布置对顶板的控制优于顺山布置。

特厚煤层短壁综放大断面切眼巷道围岩控制研究

以山阴金海洋南阳坡煤矿特厚煤层短壁综放工作面为研究对象,针对跨度达8.7 m的综放大断面切眼支护设计,既要满足有效控制切眼巷道围岩变形,又要尽可能减少支护材料浪费和支护成本偏高的问题,利用数值模拟软件FLAC3D研究了不同支护方案下顶板预应力场分布特征,确定了大跨度切眼的支护形式为锚杆、金属菱形网、锚索+W钢带以及单体支柱等的联合支护形式,通过校核支护参数,支护设计均能够满足要求,最后对围岩变形量进行了现场观测,浅部、深部基点离层值分别为9 mm、12 mm,巷道顶板下沉量约为140 mm,煤壁侧巷道变形量约为105 mm,老塘侧巷道变形量约为98 mm,围岩变形量小,说明大断面切眼巷道得到了有效控制,能够满足安全生产使用要求,为其他类似工程条件的大断面切眼支护问题提供了借鉴。

近距离采空区下大断面切眼支护技术应用

以9101采煤工作面为工程实例,该采面切眼跨度为8 m,且上覆为8^(#)煤层采空区及煤柱。切眼拟采用分次掘进方法施工,首先掘进巷道宽度4.5 m,后刷扩3.5 m;在掘进期间,通过探测切眼顶板与上覆8^(#)煤层采空区层间距,再设计切眼顶板支护方案;现场应用后,切眼顶底板、巷帮变形量分别为60 mm、73 mm,实现了近距离采空区下大断面切眼围岩变形有效控制。

大断面开切眼一次成巷技术

为实现大断面切眼快速掘进和围岩变形有效控制,山西某矿在2502工作面切眼(净宽9.2 m、净高3.8 m)掘进中,应用了一次成巷技术,采用EBZ200M-4掘进一体机左右迈步式截割,顶板采用锚网索联合支护+木垛补强方式支护,巷帮采用锚网支护。工程实践表明,2502工作面切眼采用的一次成巷技术取得了较为显著的应用效果,掘进效率高,围岩控制效果好,完全满足煤炭开采设备后续安装和回采安全要求。

连续采煤机大断面开切眼快速掘进技术

研究连续采煤机大断面开切眼快速掘进技术,需分析其具体难点,引入案例探究法,结合实际采煤案例分析快速掘进技术的应用方略,结合煤矿实际特征,包括煤层分布、设备参数、人员水平等预设大断面开切眼快速掘进技术应用方案,注重对方案的层层审核、检查,提升其可行性、有效性,后续按照方案落实技术应用过程,发挥该项技术的更大价值,维护掘进工作的稳定展开。

松软破碎厚顶煤大跨度切眼变形破坏特征与控制技术

安阳主焦煤矿大断面切眼常采用被动支架沿顶布置,围岩变形量大、易漏冒,工人劳动强度大。针对上述问题,采用数值模拟方法研究了裂隙发育、位移和应力分布与切眼跨度之间的关系,提出了围岩控制策略和支护方案。结果表明,随着切眼跨度的增大,围岩塑性区范围逐渐增加,顶板以剪切滑移或拉剪破坏为主,两帮以泊松效应膨胀拉伸—剪切破坏为主;顶板下沉量、巷帮内挤和底鼓量均逐渐增大;顶煤、直接顶和基本顶部分岩层逐层渐次移动,顶板部分区域出现较大的裂隙,冒落拱以上深部顶板发生整体移动;巷道顶底板中有害拉伸应力区域范围呈现拱形分布,且逐渐增大。根据切眼围岩变形破坏特征,提出了高强度、高刚度、高预紧力的强力支护和被动单体液压支柱补强的主被动联合支护方法。现场工业性试验表明,切眼围岩得到了有效控制,可为类似裂隙发育托顶煤大断面切眼围岩控制提供参考。

采煤工作面大断面切眼掘进及支护技术分析

从工作面切眼施工、大断面切眼掘进技术、支护技术等方面进行简要的分析和研究,为以后的煤炭开采提供可参考的技术价值,以提高采煤工作面大断面切眼掘进和支护技术水平。

深部高应力区大断面切眼支护技术研究

以2-105工作面为工程背景,设计提出锚网索喷+注浆联合支护技术,有效控制切眼围岩结构产生的变形问题,并且在开采工作现场进行有效应用。通过最终的结果分析可以看出,在大断面切眼掘进工作当中,通过锚网索喷射和注浆工作方法,可以全面提高切眼围岩结构的强度和承载能力,保证矿井的安全回采。

复杂地质条件下综采工作面大断面切眼施工及支护

为解决复杂地质条件下综采工作面大断面切眼围岩变形量大、支护困难的问题,以木瓜煤矿10201综采工作面切眼为研究对象,提出采用“二次成巷”施工工艺和“锚网索+注浆+单体支柱”的联合支护措施。现场应用效果表明:切眼过断层破碎带期间,顶底板相对移近量最大值为138.72 mm,两帮相对移近量最大值为81.62 mm,无冒顶及片帮现象发生,切眼成形效果较好。

掘锚一体机在半煤岩巷道大断面切眼中的应用

矿井掘进能力严重制约回采能力,对矿井产量有着重要影响。王家塔煤矿3S104工作面采用掘锚一体机施工大断面切眼,掘进工艺为大断面巷道二次成巷,该掘进工艺在王家塔煤矿是首次试用,现场顺利完成了首个切眼施工,为掘锚一体机掘进工艺多样化及施工大断面巷道技术打下了良好基础,对煤矿掘锚一体机施工大断面切眼二次成巷掘进工艺具有一定的参考价值。支护速度则是影响掘进能力的关键因素,若不能有效提升矿井的掘进能力,将会造成采掘失调。为此,在借鉴综掘机施工切眼支护方式的基础上,确定了掘锚一体机施工大断面半煤岩巷切眼的支护参数,优化了连续自移式掘支锚护装置,研究了掘支锚护连续平行作业新工艺,减少了设备的移动,实现了大断面半煤岩巷快速掘支锚护,取得了较好的应用效果,对于保障矿井生产接续具有重要意义。

底分层破碎顶板大断面切眼扩安一体化技术研究

通过研究底分层支护技术,优化14022工作面底分层大断面支护工艺、采用槽钢梁锚索+超前注浆加固,提升底分层大断面巷道支护强度;优化钢棚结合和超前预留搭接梁卡,创新实施边扩刷边安装生产组织,首次成功在底分层破碎顶板条件下布置工作面切眼大断面,实现了底分层破碎顶板条件下大断面切眼扩刷、安装一体化施工工艺。14022工作面底分层大断面切眼巷道的成功实施,突破了底分层破碎顶板切眼大断面支护难题,具有很高的推广意义。

极近距离综采采空区下大断面切眼安全掘进技术

为解决活鸡兔井12下203综放大断面切眼在上方为上分层综采采空区且为极薄层间距复杂危险地质条件下安全掘进的技术难题,通过采取适当卧底增加层间距、马丽散“先注后掘”加强支护、增加顶板锚杆和锚索的锚固长度、采用强度更高的钢带和网片、一梁四柱单体钢梁金属棚支护、优化机窝设计、缩短切眼掘进和回采时间间隔,采用一个切眼同时使用一台掘锚机和一台连采机的掘进新工艺等措施,12下203综放大断面切眼安全掘进取得成功,解决了安全生产重大难题,实现了安全无事故,并取得较大的经济效益,对类似复杂危险条件下的采掘工程具有指导和借鉴作用。

特厚煤层综放工作面大断面切眼支护技术

为了解决塔山煤矿综放工作面跨度10 m切眼的支护难题,采用理论分析、数值计算方法确定了大跨度切眼的支护形式为高强度锚杆、组合锚索、W钢带、金属网、混凝土联合支护,以形成群锚封闭效应,维护切眼巷道围岩的稳定性和安全性。试验中锚索锚固力达140~160 kN,锚固区内顶板最大离层值7 mm,顶底板移近量最大值38 mm,试验结果表明,设计提出的锚杆-组合锚索-混凝土支护提高了支护结构的整体承载力,有效控制了切眼巷道围岩的变形,保证了大断面切眼的安全使用。

大断面全煤切眼优化设计及其变形规律研究

根据葛泉煤矿风井区9#煤层的岩层赋存条件,对大断面切眼锚杆支护方案进行了优化模拟,确定了最佳支护方案。现场应用后,矿压规律观测结果表明,切眼巷道变形较小,支护效果良好,为国内类似条件的大断面支护提供了借鉴。

薄基岩大断面切眼超长锚杆锚索联合支护技术研究

针对赵固二矿1105大采高工作面切眼矿压显现剧烈、围岩变形大、难以维护等问题,以理论分析、数值模拟和现场试验为主要研究方法,对切眼支护参数进行优化设计。结果表明,常规锚杆锚索联合支护无法锚固到稳定岩层内;而采用新型的5m超长锚杆和锚索联合支护,切眼围岩变形得到了较为明显的控制,顶板下沉量由212mm降低到170mm,变形速率大大降低,两帮片帮程度明显较小。

锚网索联合支护在大断面托顶煤切眼中的应用

在介绍锚网索联合支护机理的基础上,综合分析综放大断面切眼围岩破坏的机理及其主要特征,并阐述了其支护重点。同时结合锚网索联合支护在龙固矿井首采1301N工作面切眼支护中的成功实践,论证了锚网索联合支护在综放大断面切眼支护中应用的可靠性,为同等条件下的应用推广提供借鉴。

分层开采底分层大断面切眼对棚支护技术

厚煤层分层开采中,底分层回采巷道的顶板是上分层工作面的冒落矸石或受顶分层采动影响的破碎顶煤,不宜采用锚杆锚索联合支护,多数情况下需要采用工字钢棚梁配合单体液压支柱的架棚支护方式来维护巷道,特别是断面尺寸较大的切眼支护往往成为底分层回采设计的难题之一。以中煤能源新疆某矿底分层大断面切眼支护为例,依据压力拱理论计算得出了人工支护结构的荷载集度,在此基础上,以棚梁工字钢达到屈服强度为标准,确定了工字钢架棚的合理排距,为现场设计和施工提供了参考依据。

大采高超大断面切眼长锚杆锚索组合支护技术

为了解决大采高工作面超大断面切眼的支护问题,在赵固二矿1105切眼导硐进行了顶板岩层结构精细探测和岩层移动规律研究,结果表明赵固二矿1105切眼顶板表面至深部呈现裂隙密集区、裂隙渐疏区、裂隙稀少区等特征,3.5m以上裂隙发育较少,顶板4～6m范围内为稳定岩层,据此提出了长锚杆锚索组合支护技术,并采用理论计算、计算机数值模拟方法对支护参数进行了优化设计。该方案在赵固二矿1105超大断面切眼进行了现场应用,监测结果表明该方案能够有效控制巷道围岩,长锚杆支护效果良好。

大断面开切眼中导硐超前开挖一次成巷技术

为解决大断面开切眼在开挖过程中的顶板下沉量大及底鼓严重问题,提出了一种适合大断面开切眼掘进的中导硐超前开挖一次成巷技术,采用Midas/GTS数值模拟研究了在中导硐超前开挖一次成巷与断面分区二次成巷2种开挖施工方式下,开切眼围岩变形特点及应力分布特征。研究结果表明:采用中导硐超前开挖技术,顶板下沉量减少43 mm、底鼓量减少110 mm,围岩塑性区较小,且巷道围岩受力也均匀,更有利于围岩稳定。在新窑矿4502开切眼采用此种开挖技术,矿压监测结果显示顶板下沉量为98 mm、底鼓量为172 mm,围岩变形在控制范围内,能维持巷道稳定。