倾斜软硬交互岩层双基本顶切顶留巷围岩控制技术研究

对倾斜软硬交互岩层双基本顶切顶留巷围岩控制难题,阐明了该地质条件下采空侧-顶板-实体煤帮综合护巷机理,针对性地提出了采空区侧“U型钢插顶插底+高强锚索补强+金属网挡矸护帮”、留巷顶板“槽钢桁架锚索+切顶锚索+单体柱撑顶”、实体煤帮“槽钢桁架锚索强力锚固”的综合控制技术;提出了布孔形式、布孔间距及角度、布孔深度、装药参数及封泥长度等爆破切顶参数。现场结果表明:9.5 m深度的切顶孔利于倾斜软硬交互岩层切顶留巷围岩控制,切缝侧顶板与实体煤帮稳定后的最终变形量约为192 mm与119 mm,保证了下工作面安全回采。

岩沥青对软硬沥青复配混合料的增强作用

采用沥青常规试验、动态剪切流变试验以及红外光谱试验,分析岩沥青品种和掺量对软硬沥青复配胶结料的增强作用及其增强机理;采用车辙试验和疲劳试验,分析岩沥青掺量对软硬沥青复配混合料的增强作用,并与热拌沥青混合料性能进行比较.结果表明:在相同的掺量下,Gilsonite岩沥青的增强效果显著高于BMA岩沥青;Gilsonite岩沥青可以有效地提高软硬沥青复配胶结料的软化点和车辙因子,而且该车辙因子具有随着时间延长而增长的特征;软硬沥青复配混合料的抗车辙能力随着Gilsonite岩沥青掺量的增加而显著增大,在一定的掺量下,软硬沥青复配混合料的抗车辙能力和疲劳寿命均高于同级配类型的热拌沥青混合料.试验路的使用效果验证了Gilsonite岩沥青的增强作用.

深埋软硬共存隧洞变形特征分析及施工对策

复合地层中深埋隧洞围岩变形特征复杂,软硬共存类复合地层中围岩力学特性差异巨大,开挖力学响应极其复杂,给现有设计和分析理论提出了重要挑战。锦屏二级水电站深埋引水隧洞西端3#隧洞绿泥石片岩洞段围岩即共存绿泥石片岩和大理岩,软岩挤压和硬岩破裂共生,且二者相互影响,通过现场详细地质勘察和地质条件分析,结合临洞监测成果分析和数值模拟分析,研究掌握了围岩变形特征,基于此,考虑后续施工可控变形量和支护厚度得出挤压洞段扩挖尺寸,并给出了相应洞段后续施工风险的应对策略。这为此类深埋隧洞工程相关问题的认识和解决提供了重要参考。

厚硬顶板缓倾斜软煤层巷道围岩变形机制及控制

针对厚硬顶板缓倾斜软煤层巷道围岩变形破坏严重、支护作用效果差的难题,采用现场实测、力学建模、数值模拟及井下工业性试验相结合的方法,掌握了厚硬顶板缓倾斜软煤层巷道围岩变形破坏特征,揭示了巷道围岩变形破坏机制,分析了不同因素影响下巷道围岩的塑性区变化规律,提出了“底板锚杆孔扩孔灌浆+帮部注浆+非对称锚网索支护”的联合治理方案。研究表明:此类巷道围岩变形破坏明显不对称,并得出了此类巷道围岩易发生变形破坏的大致位置;增大坚硬顶板厚度与增大煤帮C(φ)值可有效减小巷道围岩不对称变形破坏范围;“底板锚杆孔扩孔灌浆+帮部注浆+非对称锚杆(索)支护”的联合治理方案可有效控制此类巷道围岩变形。

“一硬二软”煤层沿空煤巷围岩变形特点及支护对策

基于计算数值模拟分析结果与现场工程实例,对河南龙宇能源公司陈四楼煤矿"一硬二软"(具有顶板坚硬、煤层与底板软弱)煤层沿空巷道的围岩变形特点进行了分析,提出了关键在于控制两帮位移的沿空巷道支护方式,即两帮的支护强度在埋深小于600 m时不应小于0.2 MPa,埋深在600 m以上时,不应小于0.3MPa。

复合型坚硬顶板高档普采长壁工作面开采实践

针对复合型坚硬顶板的六采区,通过对工作面生产过程的矿压显现进行了全面观测和力学分析。根据复合型坚硬顶板条件下工作面的矿压显现规律进行深孔爆破卸压设计,并应用工作面的回采生产,在生产过程中消除了冲击地压现象,实现了回采工作面的安全生产,提高区域资源回收率,延长矿井服务年限2 a,投资小,效果好,为矿区的社会稳定带来巨大的社会效益。

软弱复合顶板煤巷支护方式研究

以三交河矿掘进工作面软弱复合顶板支护为工程背景,分析了软弱岩体和层状岩体的变形机理,得到了软弱复合顶板的移动变形规律,并针对顶板软弱岩层不同位置进行了不同支护方案设计,研究结果为软弱复合顶板煤巷支护提供了新的思路,保证了巷道掘进工作的安全运行。

古书院矿15^#煤层围岩失控巷道加固技术研究

古书院矿1523101巷顶板坚硬、两帮和底板软,加之巷道掘进支护时间长,巷道变形严重,巷道断面仅为原断面的32.4%,不能满足后续使用需要。在分析巷道地质条件和变形特征的基础上,提出以巷帮加固为核心的围岩加固技术措施,并详细设计巷道围岩加固参数。现场应用表明,采取提出的巷道加固措施后,152310工作面回采时巷帮收敛302 mm,顶、底板变形量为320 mm,保证了巷道的使用安全。

软硬岩层叠合顶板稳定控制研究

为了解决软硬岩层叠合顶板离层破坏、稳定性差的问题,分析了其特有特点,并根据数学公式设计了合理的巷道,明确了锚杆锚索的参数及其布置方式,并在实际工程中有效控制了顶板离层,确保巷道围岩处于稳定支护状态,以期为类似工程顺利进行提供有利依据。

煤巷复合顶板破坏特征与垮落规律数值模拟研究

针对煤巷复合顶板岩层结构类型多样性,顶板稳定性也表现出显著的差异性问题,本文根据软硬岩薄厚、组合情况以及在煤巷顶板位置关系,对煤巷复合顶板岩层结构类型进行精细化划分,获得煤巷不同岩层组合结构复合顶板结构类型,在此基础上,采用UDEC离散元数值方法对复合顶板稳定性进行模拟研究,获得煤巷软硬岩不同组合类型复合顶板条件下的破坏特征与垮落规律,为煤巷顶板结构分类和支护设计提供理论依据。

锚杆支护在煤矿井下大断面复合顶板的应用

以贺西煤矿三采区4#回风巷掘进工作面为例,介绍了软岩复合顶板半煤巷锚杆支护在特殊条件下的应用,并针对现场施工采取的施工措施以及巷道支护的效果和经济效益进行了论述。

特厚松软复合顶板巷道拱–梁耦合支护结构的构建及应用研究

因特厚(10 m以上)松软复合顶板原位强度低、层理裂隙发育,其巷道维护不当极易造成大面积冒顶伤亡事故。结合典型的工程实例,采用原位实测、物理模拟与数值计算手段,分析特厚松软复合顶板的结构形态与破坏特征,揭示特厚复合顶板巷道浅部岩层锚杆组合梁与深部岩体锚索承载拱的形成及其拱–梁耦合作用机制。研究表明:高应力环境下,复合顶板受层状构造、结构面特征及层间结合度等因素的影响,其离层破裂具有迅速扩展的本性,其破坏形态主要包括弯曲断裂、错动滑移及碎胀扩容;在特厚松软复合顶板中构建的拱–梁耦合支护结构是维护巷道围岩稳定的结构主体,其对顶板稳定控制作用明显,与锚杆支护巷道相比,顶板可承受最大应力提高77.8%,巷道断面收缩率减小52%,增加锚索密度可使巷道支护结构稳定性显著增加;浅部锚杆组合梁可促进深部锚索承载拱的形成,深部锚索承载拱对浅部组合梁具有减压、降载和明显的减跨效应。建立巷道拱–梁结构体系力学模型,实现对巷道支护结构的稳定性设计与评价,为同类特厚复合顶板巷道支护参数设计提供借鉴。