覆盖型无充填溶洞薄顶板塌陷稳定性研究

本文通过对覆盖型岩溶区薄顶板无充填溶洞岩溶塌陷成因机制的分析 ,提出其塌陷稳定性可以用“盖层土体 -薄顶板无充填溶洞力学系统”的稳定性来解释 ,并分析了盖层土体与薄顶板溶洞之间通过应力传递和质量传输的互动作用。

近距离采空区下无充填体沿空留巷围岩控制技术

以老母坡煤矿3101运输顺槽无充填体沿空留巷工程为研究背景,采用滑移线场理论计算、UDEC数值模拟等方法,分析了近距离采空区下留巷覆岩结构,巷道从掘进、工作面回采到留巷全过程的表面收敛和塑性区分布情况,根据分析结果对原有支护方案进行优化。

巷旁无充填留巷通风技术研究

为了解决沿空留巷Y型通风条件下漏风量大的难题,结合工作面留巷设计,分析了采空区漏风的规律,在留巷内工作面后方依次为风速急变区、风速稳定区和风速趋零区。在此基础上,设计了1916工作面的通风系统。通过采取挂设风帘、喷涂浆体材料、加强管理等措施,1916运料巷平均百米漏风量约为6.2 m3/min,漏风率仅为2.5%,为1916工作面的安全回采提供了保障。

无充填周期性裂缝岩体的等效渗透系数

为研究无充填周期性裂缝岩体的渗流特性,建立地下水流动分析模型,该模型假定裂缝和岩石交界面流速相等且剪应力连续。根据分析模型的边界条件,由连续性方程分别联立Navier-Stokes方程和Brinkman-extended Darcy方程,推求出裂缝和岩石中水流的流速分布。结合线性Darcy定律,推导出无充填周期性裂缝岩体沿裂缝方向等效渗透系数的理论表达式,该表达式揭示了裂缝开度对等效渗透系数起控制作用。为进一步验证理论模型推求的成果,研制试验装置开展渗流试验;试验时用混凝土模拟岩石,用混凝土间缝隙模拟岩石裂缝;试验测得的平均渗透系数和理论计算得到的等效渗透系数在同一量级,且相差很小。试验结果验证了所推求等效渗透系数表达式的正确性和可靠性。

巷旁无充填沿空留巷支护技术研究与实践

沿空留巷是一项系统工程,从最初的掘进支护设计直到二次回采时的支护应统筹规划,其中初采时期的巷旁支护是留巷能否成功的关键。结合显德汪矿1914工作面沿空留巷的地质生产条件,沿空留巷决定采用靠帮单体柱强制切顶、锚杆索和单体柱配铰接顶梁相结合主动支护、锚压双层金属网、加靠帮π型钢背裱半圆木阻隔冒落矸石形成隔离墙、无人工巷旁充填的总体支护方案,分时期分阶段联合支护,实现了巷旁无充填沿空留巷。矿压观测结果表明,所留巷道的顶底板累计移近量为690mm,两帮移近量为450mm,留巷断面满足二次回采时的生产需要,取得了较好的经济效益。

切顶卸压无充填沿空留巷技术在神火集团的研究与实施

针对柔模混凝土、高水充填沿空留巷存在支护材料成本较高、人员占用多及后期修巷工程量较大等问题,根据何满潮院士的"110工法",依托聚能水压光面爆破技术,结合采空区上覆岩层垮落规律和采空区的压力显现规律,在实验室进行了"巷道底板岩层应力分布区域"技术研究;掌握了巷道原岩应力区、应力集中区、卸压区、应力恢复区4个区域的分布地点和受力状况;总结出切顶卸压无充填沿空留巷技术的技术原理,并制定了无充填留巷技术的支护方案。利用切顶卸压无充填沿空留巷技术,留巷断面、支护强度符合相关要求,生产成本大大降低,经济社会效益较为显著。

无充填带沿空留巷支护技术研究

为研究合理的连续开采接替方式及巷道支护技术,提高煤炭资源回收率。以章村煤矿4224采区为工程对象,利用层次分析法确定出单巷沿空留巷连续开采方式为最佳的连续开采方式,在对无充填沿空留巷支护机理分析及实际地质条件的基础上,确定利用单体支柱配合铰接顶梁加强采空区侧巷道顶板支护的方式,使采空区侧矸石形成"矸石垛"支撑沿空留巷顶板,通过巷道矿压观测数据分析:沿空留巷两帮及顶底板的最大移近量分别为600 mm、800 mm,有效的控制了巷道变形,满足留巷的要求。

无巷旁充填沿空留巷支护技术研究

为研究合理的连续开采接替方式及巷道支护技术,提高煤炭资源回收率。以章村煤矿4224采区为工程对象,利用层次分析法确定出单巷沿空留巷连续开采方式为最佳的连续开采方式,在对无充填沿空留巷支护机理分析及实际地质条件的基础上,确定利用单体支柱配合铰接顶梁加强采空区侧巷道顶板支护的方式,使采空区侧矸石形成"矸石垛"支撑沿空留巷顶板,通过巷道矿压观测数据分析得出,沿空留巷两帮及顶底板的最大移近量分别为600 mm和800 mm,有效地控制了巷道变形,满足留巷的要求。

无巷旁充填沿空留巷连续协调开采技术研究

为研究合理的连续开采接替方式及巷道支护技术,提高煤炭资源回收率。以章村煤矿4224采区为工程对象,利用层次分析法确定出单巷沿空留巷连续开采方式为最佳的连续开采方式,在对无充填沿空留巷支护机理分析的基础上,结合实际地质条件,确定利用单体支柱配合铰接顶梁加强采空区侧巷道顶板支护的方式,使采空区侧矸石形成"矸石垛"支撑沿空留巷顶板,通过巷道矿压观测数据分析得出:沿空留巷两帮及顶底板的最大移近量分别为600mm、800mm,有效地控制了巷道变形,满足留巷的要求。

岩石结构面抗剪强度MTS三轴试验方法研究

尝试在电液伺服岩石试验系统(MTS)上对无充填岩石节理试件进行三轴试验,该试验方法可利用一个结构面试样获得多组抗剪强度数据,克服了结构面直剪试验取样困难、试验结果离散性大等缺点,方法更为简单、快速。在此基础上,除对每一试件的试验结果按线性Mohr-Coulomb准则获得摩擦角和内聚力外,还对比分析了线性Mohr-Coulomb准则拟合、幂函数拟合和非线性Barton公式拟合结果,并对提出的试验方法进行了可靠性验证,最后分析了试验方法的适用范围。幂函数拟合和Barton公式拟合能够反映岩石节理剪切强度的非线性特征,优于Mohr-Coulomb准则;当 0.01 <σ nj /JCS< 0.3 时,幂函数拟合和Barton公式拟合岩石结构面剪切强度比较可靠,而当σ nj /JCS> 0.3 时获得的剪切强度偏高。

剪胀情况下抗剪强度的公式推导

结构面在岩体中广泛存在着,结构面往往对岩体尤其是坚硬岩体的力学性质起着决定性因素。考虑上覆压力(正压力)不大的情况下,在锯齿状无充填结构面的基础上,对形似正余弦曲线无充填结构面的抗剪强度做了公式推导,并将其推广到任意曲线的情况。

亿欣煤业综采面爆破切顶留巷技术应用分析

以亿欣煤业XV2303工作面实例,为实现工作面无煤柱开采,拟采用爆破切顶无充填留巷技术;确定切顶高度和角度等关键参数;回采期间对超前影响段、剧烈影响段和留巷稳定段采取不同的支护措施;现场应用表明,巷道表面位移小,切顶效果良好;经济效益显著。