中厚煤层切顶卸压留巷段矿压显现规律研究

为了研究中厚煤层切顶卸压留巷段的矿压显现规律,以店坪矿9号煤层留巷段为工程背景,对其顶板变形和支护压力变化进行长期监测。分析结果表明,留巷段顶板离层显现较顶板下沉时效长且数值低;留巷侧支架的最大和平均压力均略低于上巷未切顶留巷侧,而其初次和周期来压步距略高于上巷;留巷段20 m左右,门式支架压力进入稳定状态,留巷段120 m后,恒阻大变形锚索受力趋于稳定,恒阻大变形锚索较门式支架能够适应顶板压力大范围的震荡波动变化。

深部高强锚注切顶自成巷方法与验证

针对深部高应力回采巷道围岩控制难题,以我国最大采深矿井——山东泰安孙村煤矿为工程背景,对传统沿空掘巷、锚杆(索)支护巷道进行监测分析,结果表明:巷道围岩变形量大,破坏范围广,锚杆大部分处于强度劣化区内,难以发挥支护作用,锚索受力大,接近极限破断力。为解决上述问题,系统开展了不同煤柱宽度、地应力大小、顶板围岩强度、切顶高度等影响因素下的数值试验研究,建立了顶板应力释放率、侧向支承压力提升率与围岩变形控制率等定量评价指标,对比分析了多种因素下切顶自成巷与沿空掘巷矿压变化规律与围岩控制机制。基于此,提出了深部高强锚注切顶自成巷方法,利用高强锚注提高巷道顶板完整性,利用顶板预裂切缝切断采空区与巷道顶板之间的应力传递,使巷道处于应力降低区。为进一步验证该方法的合理性,利用自主研发的地质力学模型试验系统,开展了模型试验对比研究,高强锚注切顶自成巷围岩应力比沿空掘巷平均降低20.8%,围岩变形量为后者的45.1%,应力释放与围岩控制效果明显。结合上述研究,提出了相应的工程建议,并在孙村煤矿2215工作面进行了现场应用,监测表明该方法有效控制了巷道围岩变形,实现了无煤柱开采。