松软复合顶板巷道锚固技术数值模拟

为解决镇城底矿22409工作面尾巷支护问题,应用RFPA^(2D)软件对松软复合顶板条件下煤体-煤体巷道和煤体-煤柱巷道在不同支护方案时围岩的变形破坏特征和支护效果进行了数值模拟研究。结果表明:松软复合顶板条件下,煤体-煤柱类型巷道相对于煤体-煤体类型巷道来说,围岩变形破坏严重,且支护难度大,应加大支护强度。该成果为确定和优化锚杆-锚索支护主要参数提供了依据。

松软复合顶板巷道锚杆支护技术参数选择

针对古交矿区2#煤层松软复合顶板的特殊地质条件,研究并确定了在屯兰矿2#煤层这种松软复合型顶板下进行锚杆支护的锚杆长度、锚杆间排距、单根锚杆承载力及顶板锚杆锚固力、锚固剂参数、钢托架网参数、锚索支护参数和锚杆锚索布置等各种技术参数,认为所选择的技术参数提高了巷道支护安全,有效控制了松软复合顶板巷道的变形,是解决复合型顶板巷道支护难题的新途径。

松软复合顶板条件下快速掘进的探索与实践

红柳煤矿掘进工作面受地质条件的影响,煤层不同程度地变薄、断层多,地质构造复杂,导致已掘部分巷道成为废巷不能圈定可采储量。同时,由于开采深度的增加,巷道围岩压力变大,巷道支护难度增大,使得掘进速度大幅度降低,造成采掘衔接紧张局面越发严峻,已严重影响了煤炭生产。为了提高复杂地质条件下掘进速度,首先分析了松软复合顶板条件下综掘工作面快速掘进的诸多影响因素,并依据该矿I01采区4煤综掘工作面实际,提出了掘进快速切割、合理支护参数、辅助运输连续、劳动组织优化配置的技术措施,从而达到快速掘进的目的,为红柳煤矿在复合型顶板条件下快速掘进提供可靠的技术保障。

锚杆支护在松软复合顶板巷道中的应用

针对古交矿区2#煤层松软复合顶板的特殊地质条件,通过对巷道支护设计及矿压监测结果分析,采用组合锚杆+锚索的全锚支护技术方案,为解决复合型顶板巷道支护难题,提供了一条新的途径。

综采面回采巷道松软复合顶板围岩应力规律研究

以西曲煤矿为研究背景,采用煤岩物理力学性质实验室测试、计算机数值模拟计算、现场测试及理论分析等手段,对综采面回采巷道松软复合顶板的围岩应力场进行研究,为提高巷道掘进速度、降低巷道维护工作量及支护成本、确保矿井正常衔接提供了技术支持。

松软复合顶板回采巷道的锚网梁索组合支护技术

针对西山镇城底煤矿2号、3号煤层松软复合顶板回采巷道(尤其是瓦斯尾巷),原用传统架棚支护存在着巷道围岩变形量大、支护效果差、费用高等问题;结合现场实际条件,采用现场调查、工程类比、理论分析、矿山压力观测相结合的研究方法,使用高强度锚杆、金属网、钢筋梯梁及锚索对巷道进行组合支护;有效地控制了巷道围岩变形,实现了煤巷安全高效掘进,取得了显著的经济效益和社会效益。

大断面复合松软顶板回采巷道锚网联合支护优化研究

针对井工三矿34204工作面回风巷顶板较差、巷道变形失稳、支护困难的问题,通过理论及现场经验分析提出3种支护优化方案;利用FLAC数值模拟软件对3种支护方案进行计算,分析其巷道围岩变形情况,得到最优支护方案。应用效果表明,最优支护方案可以有效提升巷道的强度及稳定性,节约成本,保障矿井安全生产。

特厚松软复合顶板巷道拱–梁耦合支护结构的构建及应用研究

因特厚(10 m以上)松软复合顶板原位强度低、层理裂隙发育,其巷道维护不当极易造成大面积冒顶伤亡事故。结合典型的工程实例,采用原位实测、物理模拟与数值计算手段,分析特厚松软复合顶板的结构形态与破坏特征,揭示特厚复合顶板巷道浅部岩层锚杆组合梁与深部岩体锚索承载拱的形成及其拱–梁耦合作用机制。研究表明:高应力环境下,复合顶板受层状构造、结构面特征及层间结合度等因素的影响,其离层破裂具有迅速扩展的本性,其破坏形态主要包括弯曲断裂、错动滑移及碎胀扩容;在特厚松软复合顶板中构建的拱–梁耦合支护结构是维护巷道围岩稳定的结构主体,其对顶板稳定控制作用明显,与锚杆支护巷道相比,顶板可承受最大应力提高77.8%,巷道断面收缩率减小52%,增加锚索密度可使巷道支护结构稳定性显著增加;浅部锚杆组合梁可促进深部锚索承载拱的形成,深部锚索承载拱对浅部组合梁具有减压、降载和明显的减跨效应。建立巷道拱–梁结构体系力学模型,实现对巷道支护结构的稳定性设计与评价,为同类特厚复合顶板巷道支护参数设计提供借鉴。

复合松软顶板条件下快速掘进的探索与实践

红柳煤矿掘进工作面受地质条件的影响,不同程度出现煤层变薄、断层多、地质构造复杂,导致已有部分巷道成为废巷,不能圈定可采储量。同时,由于开采深度的增加,巷道围岩压力变大,巷道支护难度增大,使得掘进速度大幅度降低,造成采掘衔接的紧张局面越发严峻,严重影响了煤炭生产。为了提高复杂地质条件下掘进速度,分析了复合松软顶板条件下综掘工作面快速掘进的影响因素,并依据红柳煤矿I01采区4煤掘进工作面综掘实际,提出了掘进快速切割、合理支护参数、辅助运输连续、劳动组织及优化配置等措施,从而达到快速掘进的目的,为今后红柳煤矿在复合型顶板条件下实现快速掘进提供可靠的技术保障。

大断面松软顶板永久巷道支护参数优化研究

针对中煤平朔集团井工三矿4#煤回风大巷顶板较差、巷道变形失稳、支护困难的问题,通过理论计算结合现场经验对现有支护方式进行优化;利用FLAC3D数值模拟软件对3种支护方案进行计算,分析其巷道围岩变形情况,得到最优支护方案。应用表明,该方案可以有效提升巷道的强度及稳定性,节约成本,保障矿井安全生产。

大断面复合松软顶板倾斜巷道支护技术探讨与实践

针对红柳煤矿I06采区2煤回风巷断面大、坡度大、顶板破碎围岩呈极不稳定性、隔水层薄等特点,采用理论分析、现场观测、实践应用进行了研究。根据现场地质条件对掘进影响范围的分析,结合原施工工艺及方案,对顶板破碎段提出了改变掘进工序、出渣方式及优化支护参数等措施控制顶帮围岩变形、下沉。实践证明:该方案的围岩控制效果良好,确保了巷道的成型和安全掘进,为红柳煤矿今后复合型顶板条件下大断面、倾斜巷道安全顺利掘进提供了可靠的技术保障。

锚、梁、网、锚索补强的组合支护技术在镇城底矿的应用

针对西山镇城底矿2、3号煤层围岩变形量大的松软复合顶板回采巷道,应用锚、梁、网、锚索补强的组合支护技术,控制了复合顶板回采巷道围岩的强烈变形,解决了松软复合顶板回采巷道支护的技术难题,实现了煤巷安全高效掘进。