穿煤隧道层面性质对岩柱安全厚度的影响研究

煤与瓦斯突出是穿煤隧道工程施工过程中最常见的灾害之一,其发生受到煤层结构、揭煤方式及围岩结构面性质的影响。以重庆旗杆山隧道为例,利用ABAQUS有限元软件,对不同煤层倾角下的隧道围岩应力和位移变化进行了模拟分析,并推导岩柱安全厚度计算方法,讨论层面软硬程度、结合程度及倾角对岩柱安全厚度的影响。研究表明:煤层倾角小于90°时,随着煤层倾角增大,围岩最大等效应力减小,最大水平位移增大,煤层倾角为90°时最易发生煤与瓦斯突出。煤层倾角为90°条件下,岩柱安全厚度约为2~3 m;岩柱安全厚度随层面软硬程度降低和结合程度减弱而增大,随层面倾角增大而近线性减小;层面结构面由Ⅰ类变化为Ⅴ类时,岩柱安全厚度增大约1.4至1.8倍;层面倾角由30°增大到75°时,岩柱安全厚度减小约76.4%至79.9%。

华蓥山隧道穿煤段施工技术

华蓥山隧道应用超前钻孔探测、控制爆破、多层强支护措施 ,并辅以监控量测技术 ,穿过具有瓦斯突出威胁的煤层 ,防止了瓦斯突出和采空区坍塌 ,保证了施工安全 ,取得良好的施工效果。

华蓥山隧道穿煤段施工及安全监测

华蓥山隧道穿过具有瓦斯突出威胁的煤层，施工中必须防突，防坍，防水，在施工中应用了超前钻孔探测，浅眼多循环控制爆破，层层设防，多层支护及全过程监控量测量等技术，取得了满意的施工效果，可供瓦斯突出及穿越隧道施工参考。

井筒揭煤穿煤轮廓及其抽排布孔方式研究

为对井筒揭煤卸压抽排钻孔布置参数进行优化,确保钻孔位置的准确性,提高布置钻孔的卸压抽排效果,分析对井筒揭煤穿煤轮廓认识存在的问题,用解析几何的方法建立不同的井筒与煤层位置关系条件下井筒揭煤穿煤轮廓线方程,对井筒与煤层在非正交条件下穿煤轮廓的形状进行分析与证明;比较井筒揭煤中环形布孔方式与矩形布孔方式的优劣,分析讨论井筒揭煤最优布孔方式;以应用实例检验矩形布孔方式在井筒揭煤中椭圆形穿煤轮廓条件下的使用。

华蓥山隧道穿煤段施工监测

华蓥山隧道穿过具有瓦斯突出威胁的煤层及煤层采空区，为了保证施工安全，防突、防坍，在施工过程中采用多种手段进行监控量测，取得了满意的施工效果。

架喷注锚复合支护在巷道穿煤时的应用

孙疃煤矿施工的岩石轨道斜巷为锚喷支护,巷道穿煤层时采用了架喷注锚的复合支护形式,取得了较好的支护效果。

千米深井大断面穿煤巷道“三锚”动态联合支护技术及应用

随着矿井开采深度的增加,矿山压力不断增大,尤其是千米深井大断面、穿煤巷道施工,传统的架棚支护工艺复杂、费用高、巷道维修量大,给安全生产带来困难。信湖煤矿根据实际情况,采用"三锚(锚杆、锚索、锚注)"动态联合支护技术,在-952回风石门揭穿3煤段进行实践,取得了良好的支护效果,为类似巷道的支护提供有益的参考和借鉴。

煤矿下山掘进巷道穿煤施工技术

随着煤矿开采向深水平不断延伸,对大坡度下山掘进巷道的支护要求也越来越高,尤其是巷道遇松软破碎带、过断层、穿煤时,如何保证特殊地段巷道支护的稳定性逐渐成为一项重要的研究课题。以陈四楼煤矿-720 m辅助水平回风斜巷穿煤支护设计为例,根据煤层与巷道法线方向上的距离变化,采用全断面锚索+双层金属网支护技术,有效增强了下山掘进巷道穿煤施工期间顶板的稳定性。

穿煤层隧道大变形机理分析与整治措施

以瑞赣高速公路工程钟公隧道为例,根据监控量测数据与现场地质调研,对穿煤隧道的大变形机理进行分析,得出了岩体结构与地下水协同作用是导致该隧道发生围岩大变形的主要原因,其中偏压地应力是重要影响因素。针对钟公隧道具体情况,采用局部区段换拱+注浆小导管作为大变形整治措施。通过测量数据反馈,证明整治措施是合理的,取得了良好的支护效果。

整体封闭式支护技术在穿煤岩层区的应用

针对麻家梁矿区穿过煤岩层矿区的巷道项目,分析归纳包含肩角失稳毁坏、一帮内挤、底板或梁产生凸起以及全断面失稳等各种无均匀毁坏特点,最终以锚杆、锚索和加注浆等非被动支护作为主体建构整体全封闭式支护,从而有效抑制穿煤岩层矿区分层状周围岩层巷道的无均匀毁坏。

高应力区大断面穿煤巷道支护技术

鹤壁煤电公司九矿在高应力区大断面穿煤巷道-420m胶带运输上山施工中,采用锚网喷+锚索+U型钢棚联合支护形式,保证了巷道稳定。之后在全矿高应力区开拓巷道掘进中推广应用,收到了预期效果。

GPR地质预报技术在穿煤段地下工程中的应用

某高速公路隧道为穿煤段施工,存在断层、破碎带、裂隙、岩溶等不良地质体,地质条件十分复杂,因此,采用地质雷达进行超前探测。介绍了地质雷达的工作原理和本次探测的施工方案,并根据探测数据分析隧道前方的地质条件。将物探结果与钻探结果以及开挖结果进行对比,得出地质雷达在复杂穿煤工程中的探测效果,总结了影响探测结果的原因、并提出了在复杂地质条件下进行预报的可靠性建议。

煤矿下山掘进巷道穿煤施工技术探讨

本文主要结合具体案例,分析下山巷道穿煤作业中采用的支护方法,并提出提升穿煤施工作业质量的几点建议,以期能够为采煤业顺利开展采煤工作提供一些参考,使之更好地为我国的经济发展服务。

锚索长度分区法在加固穿煤巷道中的应用

为合理确定采用锚索加固的穿煤巷道穿煤前后及穿煤期间合理的锚索长度及加固区间,根据巷道与煤层间的关系,提出了锚索长度分区法加固穿煤巷道的观点,研究了穿煤巷道穿煤参数确定方法、加固区域划分方法及锚索长度确定方法,工程实践证明,采用该方法对穿煤巷道有针对性的进行加固,能够确保支护安全,该方法是科学合理的。

岩巷炮掘穿煤施工支护机理的优化应用

采区准备巷道施工位于煤层顶、底板岩层层位,受煤层角度变更影响,巷道掘进期间频繁穿越煤层。随巷道不断推进,其顶板离煤层底板距离不断缩短,而通常使用的"锚网喷+锚索"永久性支护形式中锚杆与锚索(钢绞线)尺寸均固定,不能随巷道围岩赋存条件的变化而及时变更,致使在穿煤段部分位置的锚杆、锚索(钢绞线)端头锚固在煤层中,巷道支护强度不能满足设计要求,更为潜在安全隐患。为解决该问题,针对岩巷穿煤施工段巷道的支护形式进行优化,依据巷道顶板与煤层底板距离情况,变更支护形式与支护材料,从根本上改善巷道支护机理,提升巷道顶板安全性与稳固性。

某引水工程穿煤段TBM施工

某引水工程TBM在掘进中突遇煤层,掌子面坍塌,TBM瓦斯监测报警,断电后停止掘进。通过掌子面施作瓦斯抽排孔、加强通风、超前注浆及轻质混凝土回填空腔等措施,安全通过了穿煤段,取得了较好的工程效益。

岩巷穿煤层托顶煤施工技术应用分析及探讨

岩巷施工过程中,需要穿煤层施工,探煤、巷道支护以及爆破过程与巷道正常掘进有很大的不同。本文首先从探煤技术环节开始,确定探煤技术方案,接着对爆破参数的调整进行分析讨论,得出在爆破过程中,采取分次装药分次起爆的爆破方式效果较好,最后分析了巷道在穿煤层施工过程中顶板支护优化,改进以往巷道穿煤架棚被动支护方式,提出在巷道顶板岩柱小于3m时开始加强支护,单锚索变为3排锚索,锚索间排距变为1600mm×800mm,代替架棚支护,当岩石破碎或者见煤时,施工超前金属骨架进行超前支护。

煤矿下山掘进巷道穿煤施工技术探讨

本文以山西汾西矿业南关煤业三水平副井东回风下山巷道为研究对象,对岩巷快速掘进施工技术进行研究。实践应用效果表明:该技术能提高穿煤施工期间顶板的稳定性,提高掘进速度,降低开采成本,为南关煤业创造了很好的经济效益。

穿越煤系地层隧道预留岩墙破坏力学行为与安全厚度研究

为研究穿越煤系地层隧道在瓦斯压力和地应力作用下的力学行为变化,以贵州的天成坝隧道的瓦斯煤系地层为工程案例,通过相似模型试验搭建三维试验物理模型,分别研究预留岩墙在2种不同隧道跨度下的力学行为变化,并与数值模拟相结合研究不同因素下隧道开挖岩墙厚度变化规律。结果表明:1)隧道开挖改变了围岩的原始应力状态,在隧道掌子面前方的岩墙出现应力集中,且隧道在开挖后掌子面一侧的应力卸载使竖向应力和水平应力差值最大。2)隧道所在的地质环境相同时,预留岩墙上部垂直地应力越大,隧道的开挖跨度越大,预留岩墙的厚度越小,预留岩墙发生破坏失稳的可能性越大。3)隧道开挖过程中,预留岩墙垂直应力与位移监测点竖向位移同步变化;垂直应力达到峰值时,竖向位移变形最大;随后垂直应力减小,竖向位移变形趋于稳定;垂直应力突变导致预留岩墙破坏,位移量急剧增大。4)建立不同瓦斯压力、不同围岩等级、不同隧道跨度情况下的数值计算模型,通过正交试验法,设计8种不同工况,得到不同因素组合下预留岩墙厚度的变化规律;最后通过多因素回归分析法,拟合得到最小预留岩墙厚度的计算经验公式。

隧道穿越突出煤层预留安全岩柱失稳分析方法

针对隧道穿越突出煤层掌子面前方预留安全岩柱极易发生失稳破坏,导致煤与瓦斯突出的重难点问题,基于突变理论分析,综合运用Polynomial分布函数和二分法,提出了一种判别隧道穿越突出煤层预留安全岩柱失稳的分析方法。根据总势能原理,建立岩柱失稳尖点突变模型,推导出岩柱失稳力学判据;结合围岩塑性屈服区体积突变判据,建立岩柱稳定性预测模型,得到岩柱稳定性判别式,并依托工程实例验证分析。结果表明:隧道穿越突出煤层预留安全岩柱稳定性与岩柱的弹性模量E、厚度L、垂直地应力N、开挖面等效高度H密切相关;基于屈服体积突变判据建立的岩柱稳定性预测模型和失稳力学判据合理可行;岩柱稳定性判别结果与现场施工情况一致,验证了所提出的预测方法与失稳判据的合理性及准确性,具有工程实用价值。