高瓦斯大断面煤巷智能快掘条件下围岩控制研究

针对高河煤矿高瓦斯大断面煤巷智能快掘条件下的围岩控制问题,根据悬吊理论、普氏理论对E2312进风顺槽锚杆、锚索支护参数进行理论计算,初步确定了部分参数,采用数值模拟方法对智能快掘巷道围岩控制效果进行模拟分析,揭示锚杆、锚索协同锚固效应及其双层锚固平衡拱结构形成机理,并确定快掘条件下的最终支护参数。通过对不同支护参数和掘进速度分别制定了多组数值模拟方案,对比分析巷道围岩锚固效应、塑性区发育范围以及顶板下沉量和两帮移近量变化曲线,结合现场工程应用综合分析得出,在一定范围内提高掘进速度的同时,结合对支护参数的优化,更加有利于巷道的围岩稳定控制。

大断面煤巷掘进支护参数优化及作业滞后距离研究

为解决大断面煤巷支护难度大且效率低,导致采掘比例不协调进而影响煤矿生产效率的问题,在对工作面地质和现支护方案所存在问题分析的基础上;基于FLAC3D软件对不同支护方案对应工作面围岩的稳定性进行对比,确定采用方案二对支护方案进行优化;最后,在实施层面对掘进工艺和支护作业的滞后距离进行确定,实践表明,采用多工序交叉平行作业可直接提高掘进效率25.3%.

高瓦斯矿井大断面煤巷沿空留巷技术研究与应用

基于高瓦斯矿井煤矿大断面煤巷沿空留巷技术,构建了相应的围岩结构模型,对巷旁充填体的作用机制进行了全面分析,探索了巷内使用锚杆索搭配钢梁的支护方法,采用混凝土膏体材料充填巷旁,最终提出钢筋网内加固与注浆密封的围岩控制策略。通过实践发现,沿空留巷的顶板离层最大范围在41mm左右,工作面瓦斯浓度0.46%~0.76%,表明了该沿空留巷技术在高瓦斯矿井大断面煤巷中的应用是成功的。

大断面煤巷变形破坏规律及稳定支护

为研究大断面煤巷围岩变形破坏规律与有效控制问题,以麻家梁矿14211带式输送机运输顺槽地质条件为背景,采用现场监测、理论分析、数值模拟等方法,对该类煤巷围岩失稳原因及稳定控制进行研究。研究结果表明:大断面煤巷变形破坏以顶板下沉为主,同时伴随两帮局部移近,巷道围岩属Ⅳ类不稳定围岩,提出了采用超长锚索加强支护及强化巷道顶底角支护对策,充分发挥锚杆索与变形围岩的耦合作用,改善了围岩受力环境,提高围岩整体稳定性。现场应用表明,采用该支护体系,巷道顶底板移近86 mm,两帮移近70 mm,耦合支护方案可有效控制大断面煤巷变形破坏。

大断面煤巷切眼支护设计研究

针对3205回采工作面大尺寸设备安装过程中,大断面切眼快速成巷、稳固支护的问题,以东峰煤矿二采区3205切眼为研究对象,对大断面煤巷支护进行设计研究,提出采用锚网索配合钢筋梯支护的施工工艺,有效控制了围岩变形,提高了掘进效率,保障施工安全。

大断面煤巷锚网索联合支护研究

本文针对大断面煤巷的特点,提出锚网索联合支护的基本原理,并探讨其优势。在此基础上,介绍了大断面煤巷锚网索联合支护的设计方法,包括锚网设计、索的设计和支护参数的确定。为了验证该支护方法的有效性,需要进行数值模拟分析,建立模型并确定材料参数,得出支护效果的分析结果。最后,通过工程实例介绍,评价支护效果,并进行经济效益分析。

大断面煤巷掘锚护一体机高效掘进研究与应用

为解决大断面煤巷高效掘进难题,通过在华阳一矿对掘锚护一体机的成功应用表现出了良好的综合性能,实现了截割、临时支护、永久支护的一体化作业,提升了掘进装备机械化、连续化、成套化水平。

大断面煤巷快速掘进和联合支护技术应用研究

我国是煤矿资源赋存大国,近年来,伴随掘进设备的不断进步,掘进工艺的日渐成熟,以及智能化技术在煤矿的引进和应用,使得巷道掘进变得更加安全和容易,为煤矿企业采掘接续平衡提供有力的帮助。本文通过对陕煤集团神木张家峁矿业公司2#煤层考察研究,设计“大断面煤巷快速掘进及联合支护”工艺,研究解决掘、支平衡问题,对陕北地区大断面煤巷快速掘进工艺提供一定程度的参考价值。

大断面煤巷变形破坏规律及控制技术

采用理论分析、FLAC3D数值计算和工程实践等方法,研究分析巷道宽度对巷道围岩变形、塑性区及应力分布的影响规律,提出了巷道临界宽度判定指标:巷道顶板拉破坏深度为1.5 m,顶板拉破坏深度大于1.5 m的巷道维护困难。并提出了超过临界宽度的巷道支护技术为:及时支护、高强高预紧力锚杆、锚索支护和高初撑力的临时支护。研究成果成功应用于王庄煤矿6207综放工作面运输巷。

复合顶板大断面煤巷围岩稳定性试验研究

为探讨复合顶板大断面煤巷围岩渐进性破坏机理,以晋城煤业集团赵庄煤矿为工程背景,采用石膏单元板等相似材料,进行了煤巷开挖掘进、锚杆与锚索一体化支护相似模型试验研究。研究结果表明:分级加载条件下,以泥岩和砂质泥岩为主的复合顶板大断面巷道围岩底臌严重,围岩两帮移近量相对较小,顶板整体下沉较大;围岩底臌属挤压隆起型,两帮属脆性压裂破坏,顶板破坏呈现出离层破坏特征;顶、底角处的围岩受到水平应力为主的双向应力,其破坏均为剪切型挤压破坏。

高应力大断面煤巷锚杆索桁架系统试验研究

高应力构造区大断面煤巷围岩控制技术是煤矿巷道工程中亟需研究的问题之一。以峰峰集团新三矿废矸充填复杂困难煤巷为典型研究对象,综合现场调研和数值模拟分析结果得出高应力作用下大断面煤巷变形破坏特征,提出一种基于"索-拱"结构为核心的高应力煤巷围岩控制系统-锚杆索桁架,分析该支护系统基本结构,设计流程及支护预应力场分布特征,在新三矿某一置换煤巷开展工业性试验,研究结果表明,新型支护系统结构稳定,巷道围岩控制效果良好,对类似困难巷道支护具有一定的理论和实用参考价值。

复杂地质条件下大断面煤巷快速掘进研究与实践

采用综合机械化掘进技术是实现煤巷快速掘进的主要途径。为了提高复杂地质条件下大断面煤巷掘进速度和机械化水平,文章首先分析了综掘工作面快速掘进的诸多影响因素,继而利用FLAC3D数值模拟软件,研究了不同掘进进尺时,巷道围岩应力场及位移场分布特征,分析了同一掘进速度下不同支护参数对大断面煤巷快速掘进的影响。在此基础上依据林南仓煤矿2220工作面综掘实际,提出了实现快速掘进的技术措施:掘进切割快速、支护参数合理、辅助运输连续及其三大工序之间的优化配置,从而达到快速掘进的目的。

大断面煤巷快速掘进影响因素及技术优化

为了提高大断面煤巷的掘进速度,运用因子分析法获得了影响金庄煤业大断面煤巷快速掘进的4个因子:工程地质条件因子、掘进设备因子、支护技术因子及施工组织管理因子,并利用FLAC3D软件对不同支护方案进行数值计算,得出了较优的支护参数。现场应用表明,优化方案显著提高了巷道支护的速度和可靠性,为首采面的早日开采奠定了基础。

大断面煤巷高效连掘技术的研究与实践

基于我国煤巷机掘普遍存在的掘支难以平行作业以及寺河煤矿采掘比例严重失调,研制成功了适应性广的高效新型锚杆(索)机和桥式装载机,解决了连掘施工技术的掘进机、支护设备和配套的运输、防尘、除尘等关键技术,研究与连掘机配套的施工组织与施工工艺技术,形成了大断面煤巷高效的连掘施工技术,实现了多工序的安全快速掘进。

大断面煤巷高强锚网索支护矿压显现规律研究

针对临涣矿7118运输巷大断面的特点,提出采用高强锚网索支护方案。矿压观测表明:顶板锚索可以大幅度提高支护承载结构的支护强度和结构稳定性,起到关键的结构补偿作用;围岩变形主要以浅部0～1 m范围剪胀变形为主,变形总量不大,没有产生离层;锚杆在承载过程中除受拉应力外,还受压应力作用,主要以拉应力为主;锚杆杆体受力全部在杆体屈服载荷以下;在掘进影响后期,受浅部围岩变形的影响,锚杆的托锚力和杆体轴力存在卸载-加载现象,但最后都可以使锚杆(索)恢复到较高的承载状态。

大断面煤巷快速掘进工艺及参数优化研究

以神东煤炭集团石圪台煤矿31203主辅运输平巷的具体生产地质条件为研究背景,采用理论分析与数值模拟等研究手段,对大断面煤巷一次成巷快速掘进的巷道锚杆、锚索支护参数进行了优化设计,并给出最终支护方案。对双巷快速掘进工艺,如优化主辅回撤通道、斜联络巷、多工序平行交叉作业等工艺进行了阐述。生产实践表明,双巷快速掘进工艺可达到大断面煤巷月进尺1800m、单日进尺80.3m的先进水平。

高强度锚杆支护技术及在大断面煤巷中的应用

在分析目前大断面煤巷锚杆支护存在问题的基础上,论述了对锚杆支护机理的新认识,开发了适合于大断面煤巷支护的高强度锚杆,并采用FLAC3D有限差分程序对不同锚杆支护参数巷道围岩应力场分布特征与规律进行了模拟分析。结果表明:预紧力是锚杆支护系统的决定性参数,增加锚杆预紧力能有效增大巷道围岩压应力场应力值及扩散范围;锚杆长度的选择应充分考虑锚杆预应力、巷道围岩破碎程度与可锚性;对于相同锚杆材料,直径越大强度越高,预应力扩散范围越大;锚杆垂直于岩面布置时,巷道围岩形成的压应力区分布更加均匀,锚杆预应力叠加效果更好。井下试验表明,高强度锚杆支护技术为大断面煤巷提供了有效的支护手段,巷道掘进期间两帮移近量25.0 mm,顶底板移近量16.6 mm,能有效控制围岩的强烈变形。

特厚煤层大断面煤巷围岩稳定及其控制研究

为解决特厚煤层大断面煤巷变形剧烈、难支护等问题,通过运用FLAC3D数值模拟软件研究了顶煤厚度、巷道宽度对围岩稳定的影响,并根据围岩变形破坏特征提出了"两级支护结构体"控制系统——"大、小锚杆"协同控制体系;通过建立巷道顶板力学模型对围岩稳定进行了分析。现场试验结果表明:采用"两级支护结构体"控制技术,巷道顶底板相对移近量最大112mm,两帮相对移近量最大87mm,巷道围岩控制效果好。

基于理论计算和工程类比的大断面煤巷支护设计

针对煤矿大断面回采巷道的薄层状顶、底板条件和受构造及采动影响较大的情况,分别采用悬吊理论、自然平衡拱理论、组合梁理论、加固拱理论分析计算,采用工程类比法分析,明确了支护重点为巷道顶板,并得出了巷道锚杆支护参数。对支护参数的对比分析和应用实践表明,组合梁理论对巷道支护设计的指导性较差,采用其他3种支护理论和工程类比相结合的方法可以较好地指导大断面煤巷的支护设计。