回采巷道围岩变形远程多源监测与控制研究

回采巷道围岩的变形和破坏是制约煤炭安全、高效生产的主要因素之一,精准的巷道围岩变形检测技术与高效的巷道支护技术是井下煤炭资源正常开采的重要保障。为了有效控制巷道围岩变形,保证煤炭资源的安全高效生产,对巷道围岩变形和控制技术的研究显得尤为重要。本文结合现场原位监测,理论分析,数据处理和数值模拟等相结合的手法,对巷道围岩的岩性进行了物理力学分析,并找出巷道发生变形的内在原因。运用顶板离层仪和钻孔应力传感器对巷道围岩进行了多源监测,并针对监测数据,结合远程分析技术,及时、精准的分析出巷道围岩应力分布与位移变化特征。依据围岩移动特征,设计出科学、合理的巷道围岩控制方案,并采用有限元仿真软件FLAC^(3D)模拟检验控制效果。钻孔应力计数据显示巷道副帮沿着远离巷道的方向,围岩应力呈现先增大后减小的趋势;顶板离层仪数据显示出在巷道应力增高区,采动影响并没有引发严重的顶板离层现象。数值模拟结果表明巷道围岩控制方案使巷道原有的变形量减少了50%,从而有效控制巷道围岩的变形。所得到的巷道围岩变形监测与控制理论,为巷道围岩变形控制提供理论依据与借鉴。

回采巷道围岩稳定性分类的加权距离判别分析法

基于距离判别分析理论及主成分分析的降维思想,选取影响回采巷道围岩稳定性的综合因素如压力系数P、节理发育程度、松动圈尺度L作为判别因子,分别建立了假定各总体协方差阵相等的马氏距离判别分析(MD-1)模型、考虑各总体协方差不一定全相等的马氏距离判别分析(MD-2)模型、加权距离判别分析(WMD)模型。并以平顶山矿区30条回采巷道实测数据作为学习样本进行训练。经过训练后的模型回判估计,WMD模型与MD-2模型的误判率为0,MD-1模型的误判率为0.067。结果对比表明,WMD比常规的MD-2具有更高的判别能力,MD-1判别效果最差,这说明应用距离判别分析法,特别是加权距离判别分析法是一种准确有效的回采巷道围岩稳定性分类方法。

孤岛工作面回采巷道围岩稳定性控制研究

为解决孤岛工作面回采巷道围岩稳定性较差的问题,结合某巷道实际情况,在介绍其开采条件和围岩变形破坏原因及围岩稳定性作用机理的基础上,提出有效的稳定性控制方法,并通过对比验证了该巷道所用维护稳定性控制方法的合理性与有效性。

Roadway layout for recycling residual coal pillar in room-and-pillar mining of thick coal seam

In the context of a room-and-pillar mining gob in Shanxi province in China,this paper numerically investigates the stress distribution and deformation rules of roadway surrounding rocks at various locations of residual coal pillars in room-and-pillar mining gobs using software FLAC3 D.It is found that the concentrated stress beneath coal pillars distributes in a shape of ellipse.A reasonable roadway layout is then proposed.In this design,it is indicated that roadways should be designed to avoid the supporting zones of pillars with increasing compression and take into account the roof falling and crushing in the upper gob.According to the surrounding rock deformation characteristics and mining roadway locations as well as the supporting principles of timely support,rock reinforcing,piecewise management and suiting local conditions,a new asymmetric shield supporting plan is proposed.The field surveying results show that this supporting plan can effectively control the roadway rock deformation,thus guarantee the safe and smooth construction of roadways.