高瓦斯突出煤层松软围岩沿空留巷试验研究

以新元煤矿高瓦斯突出松软围岩煤层3107号工作面为对象进行了沿空留巷试验研究,从通风系统优化、巷道补强支护、充填墙体的构筑、瓦斯治理以及矿压观测方面对工作面沿空留巷进行了设计,确立了沿空留巷实施的工艺流程并且针对实际实施过程的不足进行了工艺优化。研究结果表明:沿空留巷提高了回收率并改善了巷道的支护状况和作业环境;有效控制了瓦斯溢出,工作面回采期间瓦斯涌出量减少45%;保证了工作面矿压满足巷道在回采期间的通风要求。沿空留巷技术在高瓦斯突出松软围岩煤层中的应用节约了16%的施工成本,对于该类煤层的开采具有指导意义。

某矿突出煤层底板瓦斯抽放巷围岩变形控制技术

为了清楚地了解突出煤层底板瓦斯抽放巷围岩受力与变形特征,提出科学合理的围岩变形控制技术,采用理论分析、现场验证等方法,分析了突出煤层底板瓦斯抽放巷的布置特点及围岩变形机理,提出煤层底板瓦斯抽放巷围岩变形控制原理,并对采取了围岩控制技术与没有采取围岩控制技术的瓦斯抽放巷围岩变形量进行了对比。瓦斯抽放巷采取围岩控制措施后,顶底板以及两帮移近量得到了很好的改善。

高瓦斯薄煤层主动加强支护切顶沿空留巷技术应用

以登茂通煤矿3106工作面辅助进风巷为背景,建立切顶留巷悬臂梁力学模型,分析加强支护切顶的力学原理;由此提出主动加强支护引导切顶沿空留巷技术,制定切顶留巷及巷帮注浆加固工艺。工业试验表明,主动切顶留巷顶底板和两帮移近量最大为600和430 mm,满足稳定性要求。沿空留巷内瓦斯抽采平均流量为3.16 m^(3)/min,平均抽采浓度为2.05%,同时巷道内的瓦斯含量降低。该技术为解决高瓦斯薄煤层沿空留巷问题提供了参考。

松软破碎煤层围岩稳定性研究

针对余吾煤业松软破碎煤层支护困难的问题,以N3102工作面回风巷道为工程背景,对其破坏特征及维护特点进行分析,提出了对巷道进行临时支护及锚网索联合支护相结合的支护方案并进行了现场实践。实践表明:支护效果良好,有效控制了巷道围岩变形,保障了工作面的安全生产,为该矿其他煤层巷道围岩稳定性研究提供了参考。

松软厚煤层区段煤柱剪切滑块运动机理及协同控制技术

松软厚煤层区段煤柱高、煤壁暴露面积大,加之煤质松软、裂隙发育,强采动作用下极易造成煤柱失稳,巷道维护难度极大。以山西伏岩煤业3号煤层开采为工程背景,基于剪切滑块理论,探究采掘扰动下煤柱变形破坏机理,求解煤柱剪切滑块运动范围及应力分布规律,揭示煤柱侧帮剪切滑块运动机理,提出煤柱稳定性协同控制对策并在现场进行工程实践验证。结果表明:①采用极限平衡理论与叠加理论,确定了煤柱剪切滑块运动范围及煤柱垂直应力分布规律,阐明煤柱剪切滑块安全系数分布规律:0~1.26 m深度,煤柱上部安全系数较小;在1.26~3.95 m处,煤柱中线部分大面积安全系数较小,易受顶板来压破坏。②提出了1种以“注浆加固—锚索强化—切顶卸压”为主体的区段煤柱协同控制技术,煤柱侧裂隙较无支护条件及原支护条件分别减少62.89%和46.26%,巷道围岩完整性大幅提高,形成了强承载结构,有效控制了煤柱变形及底臌。③根据松软厚煤层区段煤柱条件,合理确定了协同控制设计参数,并对煤柱防控效果进行试验监测评估。现场试验结果表明,煤柱裂隙得到充分填充,注浆后煤体强度提高63%以上;巷道位移、锚杆索受力、离层等均在可控范围,表明协同控制技术明显提高了煤柱承载力,回采巷道围岩变形得到有效控制,为工作面安全高效开采提供了空间保障。

采空区下松软煤层巷道围岩稳定性综合控制技术与应用

临涣煤矿在采空区破碎顶板条件下,综合采用锚网喷注等多种支护形式,成功控制住了围岩变形,确保了生产安全,取得了良好的经济效益。

松软厚煤层巷道围岩稳定原理与控制技术研究

采用理论分析、数值计算和工程实践对松软厚煤层巷道围岩稳定原理与技术进行了研究,提出了该类巷道围岩稳定原理:松软煤帮是控制的关键部位,加固两帮、实现两帮稳定既能有效控顶,又能减小底鼓。通过采用高预紧力、高阻力锚杆支护,以及台阶式开挖、高帮注水、合理刷帮等控制片帮技术,实现了松软煤层巷道的稳定控制。该技术成功应用于工程实践,可为类似条件巷道支护提供参考。

深部松软煤层巷道围岩超前预加固优化技术研究

随着开采深度的增加，“三高一扰动”的复杂地质力学环境使得深部煤层巷道围岩结构变得松软、破碎。在此条件下开掘巷道，往往容易出现大面积掉顶、折帮等工程事故，严重影响正常掘进和安全生产。在掘巷前对巷道前方松散、破碎岩体进行超前预加固处理，可以优化围岩结构，有效保证巷道围岩强度，从而控制顶板或杜绝冒顶事故的发生。通过数值模拟的方法分别对单根锚杆和锚杆群的超前预加固技术进行了较全面的研究，对超前锚杆长度、刚度及布设角对预支护加固效果的影响进行了分析，对巷道围岩超前预加固优化设计和施工具有重要的理论和实践意义。

铁路大断面高瓦斯隧道围岩稳定性及突出风险研究

随着国民经济的发展和现代施工技术的进步,隧道工程建设对地质条件的选择性越来越不明显,即使在复杂的地质条件下,如穿过煤层等,也可进行针对性的建设和施工。但是针对有煤层的地质,在施工过程中应关注高瓦斯压力问题,若做不好相关施工工作易引发瓦斯突出灾害,从而威胁到施工人员的安全和工程建设的质量。因此分析铁路大断面高瓦斯隧道围岩稳定性和突出风险的相关问题。

不稳定松软煤层托顶煤回采巷道围岩控制研究

新安矿松软煤层托顶煤巷道顶煤抗压强度7.64 MPa,顶煤厚度不稳定,在0～9.5m之间,极易发生离层、冒落,从而影响巷道的整体稳定性。通过研究不同顶煤厚度对围岩稳定性的影响,揭示不稳定松软煤层托顶煤巷道围岩稳定机理,提出3种支护方案进行模拟比较,选择最优方案进行现场实施,矿压监测结果表明支护效果显著,为新安矿回采巷道托顶煤支护提供理论依据,同时创造了显著的经济效益。

宿东矿区松软煤层沿空掘巷联合支护技术研究与应用

朱仙庄煤矿8106风巷在沿空掘巷期间为了保证围岩的稳定性,采用FLAC3D数值模拟软件进行围岩应力及变形规律的分析,得出巷道仅采用被动支护(U型棚)时围岩变形量及塑性区发育范围均较大,巷道采用联合支护(U型棚+锚索梁+沿空侧注浆)支护方案后,围岩变形量大幅减小,塑性区无进一步发育趋势。对该巷道的支护方案进行了设计,即“U型棚+锁梁锚索、锁腿锚杆+沿空侧喷浆、注浆”,由观测数据可知,141 mm是巷道顶底板的变形上限,164 mm是两帮的变形上限,保障了巷道围岩的稳定性。

寺河二号井松软煤层巷道控制技术优化与应用

针对寺河二号井松软煤层巷道变形量大、维护困难、巷修任务重的问题,对巷道煤帮强度与泥岩成分进行分析,优化巷道支护参数,采用全长锚固与W钢带加强帮部支护强度,同时滞后掘进头进行浅孔注浆加固。优化巷道支护方案实施后,经现场矿压监测可知:巷道形得到有效控制,顶底板移近量最大值133.6 mm,两帮移近量最大值71.8 mm,满足现场回采要求。

特厚松软煤层沿空掘巷围岩控制技术研究与应用

为保障朱仙庄煤矿II836风巷沿空掘巷期间围岩的稳定,通过分析撞楔法的支护机理,确定撞楔法设计时参数的合理范围,结合掘进工作面的地质及支护条件,确定巷道超前支护方案为撞楔管支护+煤层注水,依据II836风巷沿空掘巷地质条件,确定巷道采用36U型棚+锁腿、锁梁锚索+煤柱帮注浆的支护方案。应用结果表明,支护方案实施后,巷道掘进期间顶板无大范围冒顶现象,围岩变形量较小,保障了围岩的稳定。

松软煤层大巷围岩变形机理及控制对策

针对潞安漳村矿井深埋煤巷持续大变形难题,在开展地应力、煤岩体强度及围岩结构测试的基础上,分析了软弱围岩破坏变形的机理;基于强力一次支护原则提出了高预应力强力锚喷支护方案,重点对煤帮进行短锚索补强支护。矿压监测结果表明,掘巷阶段巷道顶板最大下沉量16 mm,两帮最大收敛量153 mm,底板变形不明显,锚杆锚索受力在掘进工作面推过50 m时开始稳定,锚杆受力最大值稳定在154 k N,锚索受力最大值稳定在235 k N。研究成果可为类似采矿条件下煤巷支护提供经验指导。

极软突出煤层围岩破碎带巷道掘进综合施工技术

分析了金黄庄矿井首采工作面回采巷道的复杂施工环境,指出影响该回采巷道掘进的六个主要因素,并对各因素进行安全风险评价,在此基础上提出一系列针对性的施工方法与技术,并通过实践应用不断优化改进,形成一套突出煤层首采面围岩破碎带巷道掘进综合施工技术,保障了B102回采巷道安全快速掘进。

松软煤层巷道围岩变形特征及控制技术

针对松软煤层巷道围岩变形量大、支护结构破坏严重的难题,以华盖山104工作面运输巷为工程背景,在分析巷道围岩变形特征的基础上,采用数值模拟方法,研究了锚网索喷支护巷道围岩位移、应力和塑性区分布特征。研究结果表明,煤层强度低、胶结性差以及支护方式不合理是造成围岩严重变形的主要原因;锚网索喷支护巷道围岩塑性区范围较小,应力集中区位于深部,到巷道中心的距离超过6 m,并取得了较好的工程应用效果。

伊田煤业2105工作面松软煤层巷道围岩控制技术研究与应用

为保障伊田煤业2105运输顺槽机头硐室围岩的稳定,通过分析机头硐室处围岩赋存的具体情况,采用数值模拟的方式对节理发育回采巷道的变形规律进行记性分析,得出在主节理为15°时巷道围岩变形及塑性区发育最大,主节理发育倾角为65°时,巷道顶板塑性区的发育深度约为1.53 m,左帮下部和右帮下部的塑性区发育深度最大,分别为1.92和1.21 m,结合具体地质条件对巷道的支护方案进行具体设计,并进行矿压监测验证支护效果。结果表明,支护方案实施后,运输顺槽机头硐室顶底板和两帮变形量的最大值分别为12和9.5 mm,保障了回采巷道围岩的稳定。

用三维孔底应变法测量突出煤层围岩地应力的研究

地应力是煤和瓦斯突出的主导因素的观点,已为国内外多数研究者所接受。地应力测量不但对煤和瓦斯突出机理,而且对于突出危险性预测及防止突出措施效果检验等均有重要意义,因而受到国内外学者的重视。 在各类测试方法和手段中,孔底应变法因在应力解除时具有钻取岩芯长度短的优点,而被选用为测量突出煤层围岩地应力的方法。但是这种方法需要用3个钻孔交汇,不但工程量大,并且其中任一钻孔不成功就会影响整个测量结果。因此。

松软煤层综放面沿空留巷围岩控制技术研究

为解决矿井综放工作面接替紧张的问题,提出松软煤层沿空留巷技术。在对工作面地质情况及现有巷道支护现状对留巷影响分析的基础上,提出使用木垛+袋装矸石充填、撕下帮沿空留巷方案;针对沿空留巷围岩控制难度大的难题,提出对实体煤帮、顶板采取高强度、高预应力锚索主动支护、及时支设充填体等围岩控制对策。矿压观测结果表明,在工作面后方60 m以外巷道围岩变形速度趋于稳定,围岩变形很小。

松软煤层沿空留巷围岩稳定性控制技术

为解决白坪煤矿21001、21021综放工作面接替紧张的问题,提出松软煤层沿空留巷技术,在对工作面实际地质情况及现有巷道支护对留巷影响分析的基础上,提出使用木垛+袋装矸石充填撕下帮沿空留巷方案,针对沿空留巷围岩控制难度大的难题,提出对于实体煤帮、顶板采取高强度、高预应力锚索主动支护、充填体要支设及时等围岩控制对策,通过矿压观测结果表明:在工作面后方60 m以外巷道围岩变形速度趋于稳定,围岩变形很小。