高压渗流水作用下泥岩巷道破坏特征及失稳机理

针对某矿Ⅱ水平第二部带式输送机大巷由断层突水引起的巷道破坏问题,通过对工程地质条件的综合分析,总结了巷道在原支护下以及修复后的破坏特征,并基于应力-渗流耦合效应分析了巷道底板突水机理,最后探讨了水-岩作用对泥质岩体的弱化作用。结果表明：巷道围岩以块状泥岩为主,伊利石质量分数90%,在高压渗流水的作用下体积可增大50%~60%,极易引起岩体的软化和泥化,造成巷道失稳。在此基础上提出了置换泥化岩体、多层次锚杆＋钢丝绳＋钢筋网＋喷射混凝土联合支护、开挖卸压槽和反复注浆等控制技术,取得了预期的效果。

掘进机第一输送机在泥岩巷道中的应用及设计改进

我国煤炭资源丰富,分布广泛,煤炭赋存条件也千差万别。其中不乏地质条件恶劣的泥岩巷道、砂岩巷道、高硬度全岩巷道。恶劣的地质条件对掘进机的设计提出了更高的要求。主要阐述了泥岩巷道特点以及改地质条件对掘进机第一输送机实际工作应用的影响。并有针对性地提出了设计改进方案以及对掘进机未来发展的展望。

极破碎裂隙泥岩巷道地质聚合物注浆加固力学性能试验研究及应用

针对新庄煤矿-770辅助水仓极破碎裂隙泥岩巷道围岩控制难题,提出了地质聚合物注浆加固方法,研究了不同配比地质聚合物试样基本力学性能,设计了注浆裂隙抗剪强度测试方法,量化对比了地质聚合物与水泥注浆液对岩体裂隙的黏结特性,提出了"锚网喷+36U钢棚+深浅地质聚合物注浆"联合支护方案。研究结果表明:地质聚合物注浆液中矿粉比例的增加,可显著提高试样抗压强度;地质聚合物注浆试样3 d龄期抗压强度最高为24.18 MPa,为水泥注浆试样最大强度的2.59倍;地质聚合物注浆液作用于花岗岩试样裂隙,抗剪强度可达10.8 MPa,水泥浆作用花岗岩裂隙的最大抗剪强度仅为5.15 MPa;支护方案有效控制了巷道围岩有害变形,取得显著效果。

深井泥岩巷道围岩失稳控制技术研究

为有效防控深井泥岩巷道围岩失稳难题,以皖北矿区祁东煤矿具体地质及开采支护条件为背景,建立巷道围岩塑性区和位移的解析表达式,分析围岩力学参数及支护阻力对围岩变形破坏的影响规律,发现塑性区半径、表面位移与围岩内聚力(支护阻力)负相关,据此提出了满足现场施工需求、安全经济的锚网喷索+阶梯压力注浆联合支护技术,并通过现场实测对支护技术的有效性进行验证。结果表明:采用锚网喷索+阶梯压力注浆联合支护后,巷道顶、底板相对移近量较单一的架棚支护降低80.87%、87.69%,巷道围岩完整性增强,稳定性控制效果显著。

大断面泥岩巷道多级控顶让压支护技术

针对大断面厚泥岩巷道出现底鼓、折帮和顶板下沉问题,以文家坡矿4105工作面运输巷为工程背景,采用现场实测、理论分析、数值模拟等方法,分析了该巷道破坏特征,考虑到“一次分区加强管控,二次补强”的支护方法,提出了“多级控顶让压支护技术”,详述了其支护原理,确定了支护参数,并进行了工业性试验。结果表明:最大顶板下沉量为119 mm,底鼓量为148 mm,最大两帮移近量为109 mm,说明该方案对4105运输巷道围岩变形控制效果较好。

泥岩巷道底鼓治理技术

为解决默勒二矿井底车场巷道底板泥岩、炭泥岩底鼓严重的问题,通过对巷道围岩顶底板及两帮移近量变化规律的分析,结合默勒矿区及默勒二矿采矿范围内生产技术条件和井下环境条件,经反复论证,采用"卸压+防水垫层+打底角锚杆+反底拱加固底板控制"技术治理底鼓。从治理完成后2个月的现场矿压观测及近一年的使用结果表明,采用封闭水源、打底角锚杆、反底拱加固底板控制技术能有效治理巷道底鼓,提高巷道的整体稳定性。

泥岩巷道锚喷与U型钢棚联合支护的应用

某矿五采区运输上山巷道布置在2#煤层泥岩底板中,遇水易膨胀,针对其支护难点,基于锚杆支护的紧固理论及组合拱理论,以及金属支架的柔性支护特性,对巷道断面尺寸及支护方案进行设计,设计出锚喷与U型钢棚联合支护方案,在后期的掘进及使用过程中表现出了良好的支护效能。

大埋深向斜轴部泥岩巷道复合支护方式应用研究

以位于向斜轴部附近的陈四楼煤矿九采区胶带下山1号联络巷为工程对象,在介绍其工程地质条件的基础上,分析原岩应力、断层、向斜构造、围岩条件对其变形破坏的影响,针对各影响因素并借鉴以往经验,提出“先喷后锚+锚网索+U型钢棚+注浆”的复合支护方案,设计与之配套的施工工艺流程,确保支护质量,并进行矿压观测。矿压观测分析表明,复合支护方案与工艺流程能够满足九采区1号联络巷的支护要求。

铝质泥岩巷道底臌治理技术研究

为解决庄子河煤矿集中运输大巷铝质泥岩底板底臌问题,对底臌机理及其影响因素进行了分析,利用底板加固技术对巷道底臌进行了治理,使底板变形量得到了有效的控制。

高应力破碎泥岩巷道变形破坏模式及控制技术

针对某矿高应力破碎泥岩运输巷变形大、持续时间长、支护结构局部失效的工程难题,分析了巷道围岩变形破坏特征,确定了其变形破坏模式为典型的深部高应力流变软岩大变形破坏模式;在原支护方案的基础上,提出了"锚喷+高强锚网索"和"锚注喷+高强锚网索"2种优化方案,并采用FLAC3D软件数值模拟了2种优化方案的位移场与塑性区分布情况。工程实践表明:采用"锚注喷+高强锚网索"联合支护方案后,顶板最大下沉量为32.4 mm,底鼓量为53.7mm,两帮移近量为22.5 mm;拱顶、两帮及拱肩位置锚杆最大轴力分别为其极限破断载荷的85.16%、52.9%和73.55%,有效控制了巷道围岩有害变形。

淋涌水型煤泥岩顶板巷道破坏机制与控制技术

针对华亿五一煤业淋涌水型煤泥岩顶板巷道变形破坏问题,以该煤矿11101工作面运输巷为例,采用现场观测与室内试验方法,对巷道破坏特征及机制展开了研究。结果表明:11101工作面运输巷煤泥岩顶板下沉变形显著,最大下沉量达700mm,锚杆索和工字钢支架损坏现象严重;顶板泥岩含有大量高岭石和蒙脱石成分,遇水易发生泥化、软化和膨胀变形;巷道破坏失稳是围岩强度低、泥岩遇水易泥化、未采取防水措施、支护方式不合理等因素综合作用的结果。提出了顶板全锚索支护+防水型锚固剂+泄水孔排水的淋涌水型煤泥岩顶板巷道破坏控制措施,并应用于11101工作面回风巷。实践表明,回风巷掘出约30d后,巷道变形趋于平稳,顶板最大下沉量约为112mm,巷道断面满足生产需求。

特厚泥岩顶板煤巷变形机理及控制技术研究

针对某矿特厚泥岩顶板回采巷变形大、泥化现象严重的工程难题,通过对巷道变形破坏特征分析,确定了影响巷道破坏失稳的主控因素。基于耦合支护理论,在原支护方案的基础上,提出了单一锚索+锚喷+钢筋网+控底锚杆和多维多级锚索+锚喷+钢筋网+控底锚杆2种优化方案,采用FLAC^(3D)软件数值模拟了2种优化方案的支护效果。

掘进机第1输送机防卡链装置

针对掘进机在泥岩巷道进行掘进时,泥岩大量堆积造成第一输送机刮板链卡滞问题,提供一种可提高第一输送机工作效率的防卡链装置,以解决由卡链问题而导致的掘进机效率低下。