强动压松软煤体条件下沿空掘巷护巷煤柱尺寸研究

针对强动压松软煤体条件下综采工作面沿空巷道围岩变形量大、稳定性差的难题,本文以赵庄煤矿5328工作面为研究背景,通过理论计算,得到了沿空掘巷煤柱尺寸的留设范围;然后通过建立数值模拟模型对多种宽度煤柱的围岩应力和塑性区进行分析,确定煤柱的合理尺寸为8 m。现场矿压监测结果表明,留设宽度为8 m的煤柱可以满足工作面安全生产要求。

强动压影响下复用巷道围岩加固支护实践

寺河矿6301综采工作面复用巷道受强动压影响,造成围岩松软破碎并大变形失稳破坏;通过现场钻孔窥视发现,巷帮围岩6 m内裂隙发育,锚杆大量失效。为解决复用巷道围岩失稳、支护失效问题,决定采用预注浆加固与锚索补强联合支护方式对巷道围岩进行加固。试验表明,注浆+锚索补强支护能够有效控制复用巷道大变形失稳,巷道加固完成60 d后围岩变形趋于稳定,巷道两帮最大移近量250 mm,顶底板最大移近量140 mm,能满足工作面回采需求。

综放工作面强动压巷道围岩综合控制技术研究与应用

针对老石旦煤矿强烈动压影响巷道围岩变形难题,在分析顶板岩层以及地应力场分布的基础上,总结了动压巷道围岩的变形破坏特征,提出了水力压裂卸压与高预应力锚杆支护的协同控制技术,确定了最佳压裂高度,制定了水力压裂方案与高预应力锚杆支护方案,开展了井下工程应用。结果表明:水力压裂有效激发了顶板岩层破裂和裂缝扩展,形成大尺度裂缝,阻断了侧向支承压力的传递路径;巷道矿压显现明显减弱,顶底板移近量402 mm,两帮移近量83 mm,较原支护变形显著减小;强采动影响下锚杆(索)受力变化趋势明显减弱,锚杆最大受力79~96.5 kN,锚索最大受力101 kN,且未发生锚杆(索)破断现象,表明采用水力压裂与高预应力锚杆支护后,巷道围岩侧向支承压力明显减弱,稳定性显著提高,强动压巷道围岩控制效果显著。

特厚煤层强动压巷道围岩控制技术研究

针对特厚煤层强动压巷道难维护问题,以中煤平朔井工一矿19110辅运巷道为研究背景,采用数值模拟、理论分析和现场实测等方法,对巷道围岩的采动应力演化规律、变形破坏特征进行了研究,开展了支护方案优化设计和现场试验。研究结果表明:巷道受回采工作面采动支承压力显著影响位置主要发生在滞后临近回采工作面的采空区后方;根据不等压巷道弹塑性力学分析可知,侧压系数对巷道围岩的变形和破坏具有较大影响,巷道的变形量和塑性区半径均随着侧压系数的增大而增大。依据数值模拟和理论计算确定的侧压系数小于2,巷道塑性区半径按1.90 m设计,巷道支护优化设计方案为:锚杆均采用MSGM-335、Φ22 mm×2400 mm左旋无纵筋螺纹钢,顶锚杆间排距为900 mm×1000 mm,每排布置6根,最外1根距帮350 mm,安设钢带加强支护;帮锚杆间排距为1200 mm×1000 mm,左右帮各布置3根,上面1根距顶300 mm;锚索采用Φ21.8 mm十九芯钢绞线,长度视顶煤厚度采用10300~13300 mm,每排布置2根,间排距为2000 mm×3000 mm。现场试验巷道变形监测结果表明,支护方案对巷道围岩的变形控制效果较好。

深井厚煤层坚硬顶板强动压巷道围岩控制技术研究与应用

以深井厚煤层坚硬顶板强动压巷道支护为工程背景,在对矿井巷道围岩地质力学测试、初始支护巷道效果评价、回采超前应力监测结果分析的基础上,提出强动压影响留巷巷道加强支护与坚硬顶板切顶卸压技术相结合的综合围岩控制技术方案,有效控制了强动压巷道围岩的变形破坏,降低了回采期间巷道维修量,为工作面尾巷的二次复用和矿井安全高效生产提供了技术支持。

多次强动压巷道围岩“三区”强化支护机理及控制技术研究

针对贵州湾田煤矿多次动压作用巷道围岩变形破坏严重的问题,提出了巷道围岩"三区"强化支护控制技术,通过数值模拟、理论分析和现场试验研究分析了围岩"三区"强化支护效果。研究结果表明:通过内外注浆方法在巷道围岩内形成围岩锚固区、围岩强化区和应力释放区,并将注浆区域分为内注浆区和外注浆区,使其之间形成动压缓冲区;注浆能够有效的胶结破碎围岩体,锚杆锚索所处的塑性破坏区得到了有效重新加固,形成具有高强度的承载拱;井下现场监测数据表明巷道顶板下沉量和底鼓量不足巷道高度的5%,两帮变形量仅为巷道宽度的0.7%,有效地控制了巷道围岩的变形破坏。

强动压大变形巷道群围岩加固技术研究

针对窄煤柱密集巷道群受采动影响后围岩破碎难以支护的难题,采用现场围岩窥视、理论分析和井下试验的方法,分析研究了巷道群围岩变形破坏的机理、特征及加固措施。研究结果表明:窄煤柱巷道群处于应力集中区,受强动压影响后,巷道顶板围岩发生离层、错动和裂隙张开等不连续变形,导致围岩的大变形失稳,破坏位置主要集中在两帮和底板。据此采取注浆维持围岩完整性和锚索主动支护恢复围岩自承能力的综合加固措施,使巷道底鼓量仅为32 mm,两帮移近量为28 mm,有效地控制了巷道群围岩的大变形。

麻家梁煤矿强动压巷道围岩控制技术

在研究了14202工作面侧向支承应力数据的基础上,分析了麻家梁煤矿特厚煤层综放开采支承应力沿倾向的动态分布演化规律和倾向支承应力的波动范围,确定了减小临空巷强矿压显现的最根本的手段是采用工作面跳采。

小煤柱强动压煤巷锚网支护技术研究与实践

本文结合岱庄生建煤矿31509工作面回风顺槽的地质特点,对小煤柱强动压对掘顺槽的特点进行了总结,并在此基础上对让均压锚杆与巷道围岩的相互作用关系进行了分析。结合工程实例,利用ANSYS软件模拟了让均压支护技术对小煤柱强动压对掘条件下巷道围岩的控制作用,通过实践,该支护技术获得成功,确保了安全生产。

强动压“三软”煤层巷道“卸-转-固”围岩控制技术

针对强动压影响下“三软”煤层巷道围岩控制难的问题,以仲恒煤矿“三软”煤层115-101回风巷为工程背景,通过现场调查、围岩松动和地应力测试,采用UDEC数值软件根据实际建立数值模型,研究了巷道变形破坏原因,并基于应力控制原理,提出受强动压影响的“三软”煤层巷道“卸-转-固”围岩综合控制理论。研究结果表明:115-101回风巷围岩松动圈范围0~5 m,应力峰值在深入围岩5~6 m处,采用“卸-转-固”围岩控制技术,在原有的29U型钢支护条件下,降低支护排距,根据煤层倾角及厚度设计并施工爆破卸压孔,在孔底连线安装炸药,利用自制的封孔设备将加固材料通过高压风压入钻孔进行封孔,实施爆破。爆破后,围岩应力重新分布,重新形成破碎区、塑性区和弹性区,并使应力集中的弹性区转移到围岩更深处,降低巷帮及底板浅部围岩应力集中,在巷道周围表层一定范围内形成低应力卸压圈,而在围岩深部形成了应力集中的自承载圈,集中应力主要由该自承载圈的岩体承担。该自承载圈的岩体处于围岩深部,基本处于三向应力状态,降低集中应力对巷道的破坏作用,稳定性得到很大提高。巷道围岩顶底板移近速率降低了79.43%,两帮移近速率下降了54.17%,巷道围岩变形量明显减少,有效控制了强动压影响下“三软”煤层巷道围岩变形。

呼吉尔特矿区深井强动压巷道支护技术研究与应用

以呼吉尔特矿区母杜柴登煤矿强动压影响巷道为工程背景,考虑到矿井回采巷道初期支护强度低、抗动压扰动能力差、巷道服务年限长支护材料锈蚀严重等问题,在对矿井巷道围岩地质力学测试、初始支护矿压显现与效果评价、回采超前应力监测结果分析的基础上,提出强动压影响巷道加强支护技术方案,有效控制了强动压影响巷道围岩的变形破坏,显著提高了回采动压影响二次复用巷道的安全程度,为工作面安全高效回采提供技术保障。

强动压巷道高阻剪切让压控制技术

针对铜川西川煤矿回风巷道锚杆、锚索大量破断,围岩变形严重的难题,通过工程地质资料分析、现场调查发现:迎采动面托顶煤回风巷道受邻近工作面全程采动影响,强烈采动应力使得顶煤和直接顶发生剪切滑移,锚杆、锚索大量剪切破断,围岩控制失效。据此提出以加强顶板支护强度,合理匹配锚杆、锚索变形能力,释放顶板水平应力为核心的围岩控制技术。将该技术应用于1111工作面回风巷支护实践,围岩控制取得良好的效果。

强动压巷道超高强柔性锚杆支护技术研究

针对五阳煤矿8005运输巷巷道支护时支护密度大、支护成本高、施工速度慢、控制效果不理想等问题,根据巷道实际所处的地质情况,采用理论分析和现场监测等综合研究方法,选用超高强柔性锚杆支护技术进行巷道支护。现场工业性试验表明,使用超高强柔性锚杆支护技术后,提高了巷道围岩承载能力,巷道变形量得到控制,降低了巷道变形速度,缩短了巷道稳定时间,满足了生产需要。

小保当矿强动压巷道切顶卸压-强帮护顶协同控制技术研究

针对小保当矿112202工作面回风顺槽受二次采动影响变形量大现状,采用理论计算及现场测试方法,分析了112202工作面回风顺槽煤(岩)赋存条件及破坏机制,测试了围岩力学性质,研究了工作面端头超前巷道切顶卸压-强帮护顶协同控制技术,制定了切顶卸压水压致裂及强动压巷道强帮护顶支护方案,并进行了工业试验。通过对弧形三角板水力压裂效果及巷道围岩矿压观测,表明切顶卸压-强帮护顶协同控制技术可有效控制强动压强顶弱帮巷道围岩变形破坏,保证工作面安全高效生产。

强动压高水平应力巷道围岩控制技术

为了解决强动压高水平应力巷道支护难题,根据地应力测试、顶板取心探测、岩体原位强度测试并结合FLAC^(3D)数值模拟,研究了巷道在强动压高水平应力作用下的破坏机理,进而应用高预应力强力支护技术进行巷道支护,并进行现场试验和矿压监测。结果表明:强动压高水平应力导致巷道两帮由浅到深逐渐剪切破坏,其承载能力减弱导致顶板失稳;强动压高水平应力加剧顶板剪切错动,造成顶板锚固结构失稳,致使顶板松散破碎;提出"固帮控顶"的围岩控制思路,即采用高强度预应力"锚+梁+网"联合支护方案加固两帮和顶板,与原支护相比,表面位移明显减小,围岩控制取得良好效果。

厚顶煤强动压巷道围岩注浆加固技术研究

为解决孙家沟煤矿厚顶煤巷道由于受相邻综放工作面回采动压影响而出现巷道大面积变形严重、顶板及两帮支护结构部分失效,以及顶板破碎、离层、下沉且伴有大面积底鼓的难题,以13311进风巷为工程背景,采用围岩表面位移监测与钻孔窥视的方法探究巷道围岩运移规律及顶板岩层结构,并基于此提出使用高分子注浆加固材料对其顶板和煤壁帮进行注浆综合加固。研究结果表明:注浆后13311进风巷顶板变形得到了有效控制;破碎的巷道顶板重新形成一个整体;煤岩体的强度得到提高,巷道的承载结构兼具了一定的抗剪切能力。

高性能无机注浆材料在强动压影响巷道加固中的应用

针对成庄矿强动压影响下采场巷道变形量大、维护成本高、矿压显现强烈的难题,研发新型高性能无机注浆材料,结合现场实践,提出采场巷道预注浆加固技术。现场试验表明,成庄矿23212巷顶底板移近量出现峰值225 mm,与23212巷未加固段相比,变形量缩减一半以上,新型无机注浆材料取得良好的加固效果,有效降低巷道加固区域变形量,助力矿井安全高效生产。

深孔爆破切顶卸压技术在马兰矿强动压工作面应用研究

为了降低18506回采对南八南九大巷造成的采动影响,采用围岩应力卸压和强制放顶两种技术相结合的深孔爆破切顶卸压技术,确定了顶板爆破高度、爆破裂隙扩展孔间距和初采炮孔位置,提出了初采强制放顶的具体炮孔方案。应用研究表明,深孔爆破切顶卸压技术的卸压效果显著,对18506工作面初采时强制放顶,使顶板及早充分冒落、对采空区起到充填支撑作用;工作面回采时高位覆岩进行断顶卸压,切断应力传播路径。同时有效减少回采动压对邻近巷道的影响,减少巷道维修量,节约了成本,保证了马兰矿的安全生产。

注浆技术在深井强动压软岩巷道围岩控制中的应用

本文分析了注浆加固技术基本特点,探讨了注浆压力、注浆孔深、注浆孔间排距、注浆加固部位的确定条件,并且介绍了注浆加固技术在丁集煤矿深井强动压软岩巷道围岩控制中的实际应用。

深井强动压作用巷道强化控制技术研究及应用

煤系地层围岩软弱,在高地压作用下开采深部煤层时,由于埋深大使得巷道的围岩变形严重,巷道的顶板及底鼓量均大于浅埋深巷道,导致深部巷道围岩稳定性控制与支护的难度加大,影响顶帮的稳定从而使得整个巷道失去稳定。通过分析巷道变形破坏机理,根据锚杆索支护理论与注浆加固理论制定了“巷道扩刷+顶帮分区耦合强力支护+底角卸压与加固+底板注浆加固、底板锚索束+喷射钢纤维混凝土+顶板与两帮高压注浆加固”的高强度联合支护方案,确定了支护参数,有效解决了深井强动压大变形巷道的支护问题。通过对现场进行监测,巷道变形量明显减小,巷道变形得到了有效控制。为同类条件下的深井强动压巷道的全断面支护问题提供了新的思路和方法。