矿井含泥岩夹层巷道变形机理分析

以某矿5-2煤含泥岩夹层巷道变形机理分析为背景,通过泥岩浸水试验和数值模拟分析,得出了含泥岩夹层巷道变形机理为顶板形成的高应力向巷道帮部转移,加之泥岩夹层完全泥化,直接导致巷帮发生错动及片帮,加强巷道顶板的支护强度,防止泥岩与水长时间接触,对泥岩夹层附近进行补强支护,保证了巷道围岩稳定性。

近距离煤层重复采动下巷道围岩变形机理及稳定性控制

煤炭是我国基础能源,也是国民经济发展的重要保障;其在能源安全保障上具有“压舱石”的基础性和主体性作用,在未来相当长时期内仍将是我国主体能源。长期以来,近距离煤层联合开采中伴随着各种问题,国内外学者和施工技术人员为了解决相关问题,采用不同方法进行了深入研究,取得了一系列研究成果。因此,本项目以龟兹矿业近距离煤层开采技术研究与应用,研发近距离煤层安全高效开采、采掘科学接替、区段煤柱留设和回采巷道合理布置及稳定性控制等关键技术,实现近距离煤层联合开采,提高煤炭资源开采效率,项目切实可行且意义重大。

软岩巷道破坏机理及控制研究

针对软岩巷道大变形问题,以贯屯煤矿50213工作面回风巷为工程背景。采用理论分析、物理相似模拟和数值模拟相结合的研究方法,研究了软岩回采巷道围岩塑性区演化规律及失稳机理。结果表明:在围岩应力作用下,肩角剪切裂隙带向上发育,形成“蝶形”塑性区。同时锚固拱内外岩层的变形不协调运动易在锚固端形成水平离层裂隙。该离层裂隙与两肩角的剪切裂隙带相互贯通从而造成锚固拱整体失稳。基于此,提出了高预紧力“倒梯形”注浆锚索与普通锚索协同支护技术,并通过数值模型对优化前后围岩控制效果进行了分析,优化后围岩塑性区显著减小,顶板最大下沉量较原方案下降了50.7%,两帮移近量下降了38.2%,有效解决了软岩巷道大变形问题。

超千米高地压深井巷道变形破坏机理及防治技术

根据大采深高地压矿井的巷道变形量大的问题,本文分析了巷道变形破坏机理,提出防治巷道变形的措施,并介绍了梁宝寺二号井防治巷道变形所采取的围岩锚注治理方式。

矿岩散体成拱影响下软岩巷道变形破坏特征研究

针对矿岩散体成拱对软岩巷道的稳定性产生影响的问题,对不同成拱结构条件下巷道变形破坏规律进行了研究。以矿山岩石力学理论为指导,对巷道稳定性受散体成拱影响的力学机理进行了理论分析。采用三维数值模拟实验方法,对不同的散体成拱的方式进行了实验研究,获得了成拱条件下软岩巷道的稳定性特征。研究结果表明当出现散体成拱现象时,成拱空区与巷道之间的塑形区将显著增大,从而加剧了巷道的变形破坏。

爆破振动影响下软岩巷道变形破坏特征研究

针对爆破振动对软岩巷道的稳定性产生影响的问题,对爆破振动条件下巷道变形破坏规律进行了研究。以矿山岩石力学理论为指导,对巷道稳定性受爆破振动影响的力学机理进行了理论分析。采用现场试验和三维数值模拟实验方法进行了实验研究,获得了爆破振动条件下软岩巷道的稳定性特征。研究结果表明当受到爆破振动影响时,巷道围岩内的塑形区将显著增大,从而加剧了巷道的变形破坏。

星村矿千米深井穿层岩巷变形机理及其支护技术研究

星村矿-1186水平回风巷为穿层岩巷,在该巷道穿过侏罗纪红层泥岩时,发生了较大的非对称变形。针对这种情况,首先进行了巷道变形分析,然后采用数值模拟的方法研究了非对称变形机理。根据巷道的非对称变形,提出了非对称的锚网索+底角锚杆联合支护方案。现场工业试验表明,非对称的锚网索+底角锚杆联合支护方式能够有效地控制穿层巷道的变形,避免巷道的多次返修。

极软煤准备巷道支护技术研究

极软煤层围岩强度低 ,稳定性差。掘巷中为防突 ,需布置排抽放钻孔 ,注水放炮震动后加大了围岩变形破坏。针对极软煤层变形机制 ,建立变形破坏力学模型 ,确定设计准则 ,采用锚注二次耦合技术 ,矿压观测巷道变形得到控制 。

侏罗系弱胶结软岩回采巷道变形失稳机理及围岩控制技术研究

针对弱胶结软岩回采巷道开挖后出现冒顶、片帮等巷道难以维护的问题,以泊江海子矿为研究背景,首先采用XRD矿物成分分析和电镜扫描等方法,研究弱胶结软岩的物理力学特性;其次采用现场调研、物理模拟实验等相结合的研究方法,对巷道破坏变形机理和控制技术进行研究。结果表明:弱胶结软岩呈现脆性变形特征,力学强度低,遇水易发生膨胀和泥化现象;在剧烈开挖和扰动下,巷道顶板下部产生较大拉应力,造成锚固拱整体失稳,形成锚固区外松脱型冒顶。基于此,提出高强度高预紧力“倒梯形”锚网索梁支护结构+直墙切拱形巷道断面+全断面喷浆耦合控制技术,当岩层破碎严重,注浆加固支护,现场应用效果良好。

浅埋煤层综采面护巷煤柱尺寸和布置方案优化

根据浅埋薄基岩煤层顶板几乎沿采空区边缘垂直断裂,地表下沉速度快,采空区迅速压实等特点,运用理论分析、数值模拟和现场实测等研究方法,结合鄂尔多斯乌兰集团温家梁煤矿3-2煤层实际,得出了沿空掘巷合理护巷煤柱宽度为5m;滞后回采工作面50m左右,采空区基本处于稳定状态.在此基础上提出了在保证工作面顺序接替条件下的煤柱护巷与沿空掘巷相结合的回采巷道布置方案.现场应用表明:沿空掘进巷道和实体煤巷道在回采期间能保持较好的稳定性,使该矿工作面煤炭采出率提高了13%.