基于钻孔窥视法与声波法的巷道松动圈测定

巷道松动圈对于巷道的支护参数优化、支护方案设计起到了至关重要的作用,同时巷道松动圈影响到瓦斯抽采钻孔深度的确定。为准确测定巷道的松动圈,采用超声波探测法与钻孔窥视法相结合的方式对陕西建新煤矿4207工作面回风巷道松动圈进行了测定。钻孔窥视法测定巷道松动圈最大范围为4.83 m,而超声波探测法测定巷道松动圈最大范围为4.9 m,2种方法的测定结果在误差允许的范围内较为接近。研究结果表明,巷道松动圈大小与距离回采工作面之间的距离成反比例关系,距离越近,松动圈范围越大;距离越远,松动圈范围越小;且煤壁侧松动圈范围比煤柱侧略大。

基于窥视法的围岩稳定性评价研究

针对深部软岩巷道工程地质条件复杂、巷道支护难度大等问题,以丰峪煤业实际矿井地质条件为例,采用试验室试验以及窥视法对该矿围岩稳定性进行研究,通过单轴压缩试验、巴西(劈裂)试验和三轴压缩试验研究了该矿运输巷的基本顶、直接顶、直接底的单轴抗压强度、单轴抗拉强度、三轴抗拉强度、弹性模量等参数;采用窥视法对该巷道围岩松动圈进行研究。研究得出:该矿运输巷的左帮产生的围岩松动圈在3.0~4.2 m,右帮产生的围岩松动圈在2.2~3.8 m,顶板产生的围岩松动圈在1.0~2.4 m,围岩稳定性差,应该加强支护,确保矿井的安全开采,研究为巷道的超前加固提供了可靠的理论依据,保证巷道的正常使用和回采的顺利进行。

窥视法支护参数优化技术应用

深部应力集中区巷道围岩破坏机理极其复杂,找出顶板离层破碎带的位置和范围,是解决支护问题的关键。顶板窥视仪可直观有效的观测顶板岩性和状况,实时观看和视频共同分析,准确定位顶板离层破碎带位置和范围,指导支护设计和支护参数优化等工作。实践证明,窥视法支护参数优化技术可取得较理想的支护效果。

声波法及钻孔法在深井软岩巷道松动圈测试中的应用研究

以红庆河北翼回风巷为背景,对松动圈测试中常用的声波法及钻孔法在深井软岩巷道中的适用性进行了对比研究,并对其支护设计进行了评价。测试结果表明:这2种方法在大埋深软岩巷道的松动圈测试中测试结果基本吻合,2种方法对深井软岩巷道均较为适用;红庆河北翼回风巷的锚杆支护长度超出松动圈范围,支护设计合理。

巨厚复合顶煤大断面煤巷支护参数优化

针对在大断面、巨厚复合顶煤条件下巷道支护参数难以确定的问题,通过采用钻孔窥视法和FEPG软件数值模拟方法对不连沟煤矿的巨厚复合顶煤特大断面全煤大巷进行锚杆(索)支护参数优化,提出在巨厚复合顶煤特大断面全煤大巷中采用高强度、大刚度的长锚杆和长锚索的联合支护方法,并对其支护效果进行监测,研究结果表明:该支护系统很好地保证了复合顶煤大断面煤巷的安全,可靠性较高。

急倾斜煤层巷道变形特征及控制研究

针对急倾斜煤层高应力条件下巷道围岩易出现较大变形的问题,通过FLAC3D数值模拟分别对原支护静力和动力作用下围岩变形破坏规律进行了分析,采用声波法和钻孔窥视法对+475m水平B3+6煤层两巷道进行了松动圈测试。研究表明:巷道围岩变形的主要影响因素为巷道成形后形成的二次应力、顶底板岩性、采动扰动;围岩松动圈为1.6~3m,局部区域最大达到5m。基于数值模拟和松动圈测试结果,对乌东煤矿巷道支护参数进行了优化调整,形成了急倾斜特厚煤层高应力条件下锚网索支护为主、局部应力集中区U型钢金属支架补强支护为辅的巷道支护体系,通过优化采掘布局,降低巷道受上分层综放工作面回采扰动频次,提高巷道支护强度。

特厚煤层沿空煤巷窄煤柱留设与非对称支护技术研究

保证相邻采空区特厚煤层护巷窄煤柱小结构的稳定是实现沿空煤巷围岩整体稳定的关键,留设合理与否对工作面安全回采意义重大。本文以昌恒煤矿9102工作面为工程背景,基于极限平衡原理分析了煤柱塑性区和弹性核区范围,推导出煤柱理论宽度。现场采用钻孔应力监测得到煤柱内部支承压力分布规律,综合现场施工规范,优化沿空煤巷煤柱宽度为7.5m。用钻孔窥视法分析了顶板变形破坏特征,提出了锚索桁架走向非对称控制技术,并进行现场围岩变形观测。结果表明:顶板、煤柱帮和实体煤帮位移量在工作面回采期间巷道位移变形量和离层量均较小,且均在可控范围内,控制效果较好。

倾斜煤层综放工作面覆岩“两带”发育高度研究

基于采空区上覆岩层裂隙发育对合理确定高位钻孔抽采区域的重要性,对兖矿新疆矿业有限公司硫磺沟煤矿采空区上覆岩层裂隙发育规律采用多种方法进行分析。以相似理论为基础,采用物理相似模拟方法研究了采场覆岩“两带”(垮落带、裂缝带)分布特征,通过分析覆岩下沉量变化规律,得出“两带”高度;利用UDEC数值模拟软件模拟随着工作面推进覆岩垮落情况,得出模拟结果;综合两种方法得出,(4-5)04工作面覆岩垮落带高度为21.3~25.0 m,为平均煤层厚度的3.46~4.07倍。利用钻孔窥视法在工作面进行实测,验证垮落带高度为22 m,满足垮落带高度与采高倍数关系。

苏亥井田9-1号煤层顶板“三带”测定

顶板“三带”分布范围与采场矿压显现密切相关,“三带”范围的测定不仅能为巷道切顶范围提供计算依据,同时也是矿井瓦斯防治和矿井防水的前提和基础。采用理论分析和钻井窥视法实测相结合的方法对内蒙古某煤矿采空区11101工作面运输巷沿空留巷段内煤层顶板“三带”进行了测定。研究结果表明:垮落带与裂隙带的分界线在距离顶板10.1~11.6 m处,裂隙带与弯曲下沉带的分界线在距离顶板37.2~41.8 m处。

近距离采空区下回采巷道松动圈范围变异研究

针对下峪口煤矿23305下分层的回采巷道顶板厚度仅8～10m,且伴有大量淋水情形,在掘进过程中变形严重,甚至局部整体垮塌,为此进行了巷道围岩力学实验、松动圈测试和钻孔窥视测试,研究发现顶板岩块的力学性能好,但松动范围却达到2.5m,支护方案中锚杆长度为2.4m,初步判断排间距大是造成巷道失稳的主要成因,而形成这种结果的主因是距离采空区太近以及采空区积水侵入巷道顶板造成,研究结果对类似条件下的巷道支护起到借鉴作用。