煤矿围岩性质研究常用的科学方法

煤矿围岩性质的研究对于支护方案的选取有着至关重要的作用,为了探究煤矿围岩性质,本文总结了三种常用的科学方法。常用的科学方法主要有巷道松动圈测试、岩层深基点位移监测和巷道围岩表面位移监测。通过三种方法测试,基本可以掌握煤矿巷道围岩性质及其变形规律,在多数矿井合理支护参数优化方案的提出过程中,起到了良好的参考作用。

高河煤矿回风巷围岩变形特征与巷道支护设计

针对高河煤矿煤岩层的地质赋存情况,采用数值模拟软件FLAC3D对该矿W1309回风巷围岩变形特征和应力分布规律进行研究分析,有针对性对支护方案进行设计。应用结果表明:围岩总体离层量较小,对巷道围岩表面位移具有很好控制作用,能够满足矿井安全生产需求。

深部开采梯形棚支护棚腿底部合理约束的确定

为了充分发挥围岩自承载力和梯形棚支架支撑作用,针对新集三矿普通梯形棚支护工程实际,分析了围岩表面容许位移量以及支架极限承载力,确定了棚腿底部合理水平支撑抗力系数和垂直支撑抗力系数及其合理约束。结果表明,煤和泥岩围岩表面容许位移可取200 mm,泥质砂岩和砂质泥岩围岩表面容许位移可取100 mm,12#矿用工字钢水平极限承载力和垂直极限承载力分别为40 kN/m和65 kN,合理水平支撑抗力系数m=2.0×105kN/m3,垂直抗力系数为K1=1.8 MPa/m,混凝土垫块合理尺寸a=600 mm,b=450 mm,h1=200 mm,t1=100 mm,t2=100 mm,应用于工程实际,取得了较好的工程实际效果。

锚杆支护参数设计方法研究

为了确保巷道围岩稳定,提高巷道掘进速度,以某矿301工作面回风巷为例,根据实际地质概况,分析了不同锚杆间排距、锚杆长度、锚杆直径和锚杆预应力下巷道围岩表面位移情况。研究得出了,锚杆间排距设置为800mm,锚杆长度设置为2200mm,锚杆直径设置为20mm,锚杆预应力设置为30kN,此时巷道支护参数最优。研究为类似工程条件下巷道支护参数选择提供了借鉴。

沿空掘巷工作面矿压显现规律研究

为了研究沿空掘巷工作面矿压显现规律,分析了2105轨道巷支护设计技术参数,然后设置了3个测站进行围岩表面位移,顶板锚固区内、外离层值,锚杆(索)受力,研究了沿空掘巷工作面矿压显现规律。研究结果表明,沿空留巷后,围岩变形量小,围岩控制效果较好。研究为其他相似开采条件的沿空掘巷综放工作面提供了依据。

黑龙关煤矿沿空掘巷区段煤柱留设宽度的研究

为了科学设计黑龙关煤矿11#煤层区段煤柱的宽度,采用FLAC3D软件建立11603工作面顺槽数值模型,并通过理论计算、工程实测等方法对11#煤层区段煤柱宽度进行优化设计。通过建立覆岩-煤柱力学模型,模拟研究不同宽度区段煤柱影响下煤柱内的垂直应力分布特征及沿空巷道掘进稳定后巷道围岩的表面位移量,最终确定11603工作面顺槽沿空掘巷留设合理煤柱宽度为9 m。现场应用9 m区段煤柱进行11603工作面顺槽的沿空掘巷作业后,围岩表面位移量均在合理范围内,9 m宽区段煤柱可以保证巷道的安全掘进及正常回采。