韩城矿区破碎围岩巷道注浆锚索加固机理研究

以陕西韩城桑树坪矿3315运输巷道为研究背景,通过对注浆锚索破碎围岩巷道加固作用的研究,揭示了注浆锚索的加固机理,提出了软弱煤层巷道支护设计的原则,并进一步优化支护方案,通过采用高强度锚索对围岩进行加固,提升围岩的整体稳定性,达到有效防止围岩变形和损伤的效果。根据监测结果得出,加固后巷道顶板下沉量由原支护方式的帮部收敛量平均为32.7 mm,顶板的平均下沉量为28.6 mm,围岩的平均变形量仅为原支护方案的15.6%,顶板变形稳定后,巷道顶板离层量较小,围岩稳定后平均深基点位移仅为原支护方案的55%。说明优化后的支护方案能够很好控制巷道的围岩变形,有效控制了锚固区范围内围岩的离层,减小了顶板弯曲沉降,增强了顶板的稳定性,该方案可有效控制围岩变形。研究为软弱煤层巷道的支护设计提供了重要的理论依据和工程经验,并为软弱煤层巷道支护提供借鉴和指导。

煤矿爆破切顶卸压沿空留巷开采技术应用

该文以某煤矿的回采工作面为例,探究爆破切顶卸压沿空留巷开采技术的应用策略。采用双向聚能爆破技术进行顶板预裂,通过合理设计切顶高度、切顶角度以及炮孔间距等关键参数,提高爆破预裂效果,保证巷道围岩的稳定性。在完成爆破后进行煤层开采,使用锚索支护和U型钢支护,提高巷内支护效果;使用工字钢和U型钢档矸支护,防止矸石对围岩的侧向冲击,为煤矿安全作业创造有利环境。

浅埋厚硬顶板煤层巷道围岩支护参数优化

为保证煤炭安全高效绿色开采,避免优质顶板条件下巷道的过度支护问题,以山西某煤矿为研究对象,采用理论分析、实验室试验、数值模拟同工程实践相结合的方法,分析获得了浅埋煤层厚硬顶板围岩力学参数及岩体特征,基于自然平衡拱理论重新设计了4种15#煤层一采区辅运巷道支护方案,并利用有限元数值模拟软件对原方案与其他支护方案在采动影响下巷道围岩变形量、应力分布规律、塑性区发育范围进行了对比分析。研究结果表明:使用优化方案后,围岩应力积聚处于可控范围内,顶板最大下沉量65.19 mm,底鼓量30.39 mm,帮鼓量174.59 mm,每百米节省锚杆(索)量23.08%,巷道掘进速度显著提高。

泥化顶板影响下巷道支护方案及数值模拟

木瓜煤矿9-207工作面切巷宽度达9.2 m,跨度较大且其顶板为泥化顶板,文章重点考虑锚杆预应力对大跨度泥化顶板支护效果的影响。首先设计了9-207工作面切巷的支护方案,采用数值模拟分析支护参数,最后对比泥化顶板与非泥化顶板的支护效果。采用FLAC数值模拟方法,分析了锚杆的预应力及锚索对于巷道围岩稳定性的影响。结果表明:预应力是锚杆支护系统的关键参数,锚索具有预紧力大、作用范围大的优点。在数值结果分析基础上,优化了9-207工作面切巷的支护方案,从对比模拟结果也能看出泥化顶板的支护效果要比非泥化顶板差。在解决巷道支护受泥化顶板影响的难题时,需要加强监测和优化支护,以确保工程的安全性,为今后类似条件的巷道支护提供了参考。

新疆某矿复合顶板工作面开切眼支护技术

有效控制切眼围岩变形是实现采面煤炭高效回采的基础,当切眼顶板为复合顶板时,则容易出现离层量大、变形严重的情况,甚至出现冒顶事故。以新疆某矿I010206采煤工作面切眼掘进为工程背景,针对切眼顶板为泥岩、灰岩等软硬岩交互组成的复合顶板,同时顶板存在裂隙发育、承载能力差、局部有空洞等情况,采用二次成巷方式,完成大跨度切眼掘进,综合使用顶板注浆、锚网索支护、喷浆、单体补强方式,实现切眼围岩变形控制,并给出具体支护方案。工程应用后,I010206采煤工作面切眼围岩变形量较小,后续设备安装期间,切眼围岩始终保持稳定,实现了复合顶板切眼围岩变形的有效控制。

深部煤巷掘锚一体化支护优化及安全保障技术

为提高掘锚护一体机组在深部复杂条件的适用性,以丁集矿1242(3)试验巷道为研究背景,提出取消锚杆、锚索组合构件思路以解决钻机对孔困难难题,进一步提升掘支效率,并提出了掘锚机组条件下的巷道围岩“护表刚化-锚固强化-应力优化”一体化协同控制技术措施。巷道顶板采用钢筋网护表内衬10#菱形金属网,走向线性锚索束安全保障支护技术,煤柱帮采用关键部位补强、注浆加固等方案,并进行了数值模拟验证。现场应用结果表明,巷道平均圆班进尺由原来的6排增加至8排,显著提升了巷道掘支效率,减人增效效果显著,实现了丁集煤矿掘锚一体机组条件下的深井煤巷掘支优化及安全有效支护。

深部煤巷复合型顶板支护方法研究

针对木担坝煤矿的C8煤层受到掘进及超前压力的影响,巷道发生严重变形且修复困难的问题。对巷道受力进行了分析,发现顶板中间位置易发生拉破坏。对围岩控制及锚索支护机理进行了分析。在提高顶板围岩稳定性的同时,可以降低巷道围岩的应力集中,加强两帮的支护对于巷道围岩控制至关重要。提出了巷道锚网配锚杆支护方法。从矿井压力观测来看,一般金属支护巷道顶板沉陷为100 mm,底鼓为200 mm,两帮移动近300 mm;使用该方法后,顶板沉陷为9 mm,底鼓为21 mm,两帮移动近190 mm。

破碎复合型顶板巷道支护参数优化与围岩控制方法

针对工作面复合型顶板巷道破碎围岩的变形问题,采取理论分析、数值模拟以及现场监测的综合方法,在优化现有巷道支护参数的基础上,提出了一种“高强度螺纹钢锚杆+预应力锚索+恒阻大变形锚索+钢筋梯子梁”的综合支护方法。数值模拟结果表明,该方法可以在巷道支护区域形成一定范围的卸压区,显著减少围岩的变形量,以确保巷道的稳定性。工程实践表明,基于该方法设计的余吾煤业N1103胶带顺槽支护方案,巷道顶底板最大移近量78 mm,两帮最大移近量限102 mm,有效地控制了巷道围岩变形。该方法为工作面在类似条件下实现安全和高效的回采提供了可能,也为类似条件下的矿山巷道围岩控制提供了有价值的参考和指导。

德顺煤业复合顶板巷道围岩控制技术研究

为解决矿井开采顶板支护难、支护效果不佳等问题,基于山西焦煤西山煤电德顺煤业11106工作面复合顶板岩层及锚杆锚索支护情况,利用FLAC3D数值模拟软件,建立复合顶板岩层及锚杆支护模型,模拟给锚杆施加不同预紧力,探究复合顶板岩层强度、稳定性、完整性情况,模拟结果表明:高预应力锚杆支护作用较强,增强了围岩的自承载能力。基于模拟结果,采取长短锚索支护方式对11106工作面顶板进行支护,监测发现顶板稳定性较好,现场实践取得了良好效果。

破碎顶板巷道围岩支护技术研究

山西某矿11302运输联巷受顶板岩体承载能力差、破碎等因素影响,围岩控制难度较高.结合现场条件对围岩变形控制中面临问题进行分析、提出控制策略,具体采用超前注浆方式提高顶板破碎岩体稳定性、承载能力,后通过锚网索方式控制围岩变形;对顶板注浆参数及锚杆索布置参数等进行详细设计.现场应用后,锚杆索锚固端稳定,监测锚杆、锚索锚固力分别在100 kN、150 kN以上;11302运输联巷围岩变形大问题得以较好控制,顶底板、巷帮变形量分别控制在59 mm、68 mm以内.

破碎顶板下回采巷道超前支护参数优化研究

为解决三交河矿10-205工作面正巷破碎顶板下超前支护区巷道变形大,劳动强度高等问题,开展了超前支护优化研究。通过现场实测和室内试验,获得煤岩力学参数,采用注浆锚索代替部分单体支柱,设计了3种排距超前支护优化方案。通过FLAC3D分析不同方案下巷道位移应力分布规律。最后在10-205正巷进行了现场试验,结果表明:注浆锚索优化方案下,超前30 m范围内单体立柱排距由0.8 m增加至1.6 m,减少16排立柱,显著减少了单体支柱数量,降低了劳动强度,增加了作业空间,为类似工况下回采巷道超前支护提供了借鉴。

南庄煤矿沿空掘巷矿压监测及结果分析

南庄煤矿在8824工作面研究试用了大间排距高效能锚杆支护技术,应用了锚杆长度3 m、网度1.1 m的快速支护参数。为验证参数的合理性,南庄煤矿在8824工作面胶带顺槽开展了巷道两帮位移监测、顶板离层监测、锚杆工作载荷监测、煤体深基点监测、窥视钻孔监测工作。监测结果显示,该支护条件下两帮移近量最大118 mm,顶板下沉量最大95 mm,巷道的稳固性较好,且顶板锚索最大载荷和锚杆最大载荷均小于破断载荷,表明大间排距高效能锚杆支护技术能够有效地控制围岩变形,适用于该地质条件下的巷道支护。

软弱夹层复合顶板动压巷道补强支护技术实践

软弱夹层复合顶板巷道在动压影响下的支护难度较大,不仅制约矿井均衡生产,更对现场作业人员的安全带来严重的威胁。以山西焦煤西山煤电斜沟煤矿18505工作面皮带巷围岩支护为工程背景,针对皮带巷软弱夹层复合顶板受邻近18503工作面采动影响下围岩变形严重问题,在分析皮带巷顶板岩性、巷道原支护参数及围岩变形特征基础上,制定以锚索+钢带为核心的软弱夹层复合顶板巷道补强加固技术方案并进行工程应用。现场应用后,18505工作面皮带巷在动压影响下围岩变形严重问题得以较好解决,不仅减少了巷道复修工程量,而且提高了工作面生产期间皮带巷作业人员的安全系数。

复合顶板巷道支护技术研究

某矿91105回风巷掘进区域顶板为松软复合顶板,巷道在地应力、围岩强度低以及采掘扰动等多因素影响下出现变形量大问题,原有的锚杆锚网支护方式难以满足围岩控制需要。因此,结合91105回风巷现场地质条件,提出采用全断面高预紧力锚索方式支护围岩,充分发挥锚索悬吊能力提升围岩自身稳定性,并具体给出围岩支护参数。现场应用后,91105回风巷围岩变形量大问题得以较好解决,巷道在使用期间基本不需要修整,现场取得较好围岩支护效果。

沙曲二矿顶板注浆锚索支护与单元支架支护设计及应用

结合沙曲二矿的地质条件及工作面条件,通过现场调研,设计了沙曲二矿5号煤层5302工作面110工法中空注浆锚索支护与单元支架临时支护,并进行实践。现场应用结果表明,切顶卸压后采取注浆锚索支护与单元支架的临时支护技术,在距切眼0~200 m内,顶底板移近量及巷道两帮移近量逐渐减小,趋于稳定。顶板总体下沉量不大,底鼓量较大。留巷段前200 m两帮移近增量逐渐变小,巷道逐步进入稳定阶段,满足留巷要求,验证了本文提出的支护技术的可靠性。

浅埋深切顶卸压自成巷淋水段顶板支护参数研究

某煤矿某工作面切顶卸压巷道淋水段顶板变形量较大,不利于切顶卸压自成巷技术推进,为避免留巷及后期复用过程中出现安全隐患,保障留巷完整性,通过在切顶卸压巷道实体煤侧顶板补充支护恒阻锚索,达到控制巷道顶板变形的目的,利用FLAC^(3D)数值模拟软件建立数值计算模型,对补充支护前后的巷道顶板垂直位移分布及巷道围岩垂直与水平应力分布图进行研究。研究结果表明,各种支护手段下的巷道顶板都呈现出明显的倾斜变形特点,在采用优化支护设计方案1后,切缝侧顶板变形量减少8.04%,巷道中部顶板变形量减少10.86%,实体煤侧顶板变形量减少16.13%,实体煤侧顶板与切缝侧顶板的变形量差值则增加60.78%,不仅有效减少了顶板总体变形量,也增加了实体煤侧顶板与切缝侧顶板的变形量差值,有利于下一采面回采的巷道复用;通过在实体煤帮侧顶板补充支护恒阻锚索,能够有效减小巷道切缝侧顶板垂直应力,缩小水平应力集中范围;减小恒阻锚索排距无明显控制效果,方案2与方案1相比对顶板变形量、垂直应力和水平应力分布的影响并不显著;现场留巷效果良好,证明通过在实体煤帮侧进行恒阻锚索补充支护能够有效地控制切顶卸压自成巷顶板变形,保障所留巷道完整与留巷复用安全。

苇町煤矿切顶卸压自成巷开采技术应用探讨

以苇町煤矿91310工作面为工程背景,拟对切顶卸压无煤柱自成巷技术进行应用探讨。针对性提出恒阻锚索加强支护措施,以及拟定爆破卸压关键参数;采用“单体柱+可缩U型钢+钢筋网”多重护巷支护设计,形成留巷补强方案、切顶卸压方案、临时支护方案成套技术体系。该技术方案现场工业性试验表明,91220巷留巷效果良好,有效阻止采空区矸石涌入巷道,巷道围岩处于稳定状态;无煤柱开采经济效益显著。

大断面复合顶板回采巷道锚网支护技术

针对某煤矿大断面复合顶板回采巷道具体地质条件,采用理论分析和现场实践相结合的方法,对大断面复合顶板巷道支护方式进行了研究分析。理论分析得出,增大支护阻力Pb,可以控制巷道围岩塑性区的发展,而肩部和底角是巷道受力大、最容易破坏的位置。计算得出,巷道围岩最大破坏范围最大为1.39 m,结合现场实际确定顶板锚杆采用Ф20 mm的螺纹钢锚杆,长度为2.5 m,间排距为1 000 mm×900 mm。现场实测得出,工作面巷道顶底板移近量累积最大为108 mm,两帮移近量累积最大为98 mm,巷道顶板最大离层量为55 mm,支护效果良好,研究成果可为其他矿区大断面复合顶板煤层开采提供依据。

高位复合顶板巷道锚杆锚索耦合支护研究

针对高位复合顶板围岩强度低而差异大、层间粘结力弱且易离层冒落等特点,结合离石矿4303工作面巷道实例,在实验室围岩特性分析的基础上,采用FLAC3D对该类巷道顶板破坏特征、锚杆锚索耦合加固机理进行了数值计算,并对在掘巷道围岩变形、锚杆(索)工作载荷进行了实测分析。研究表明,有效控制该类顶板应及时支护巷道围岩,利用锚索加大锚固范围,采用钢带网提高低位岩层的支护刚度,布置斜拉锚索和斜角锚杆提高巷道顶角部综合强度。

复杂条件下矿体开采方法及采场顶板维护研究

在复杂矿体的回采中,经常会遇到顶板冒落问题,作为复杂矿体的反倾节理矿体,其顶板管理更需加强,为了处理反倾节理矿体开采中遇到的各种问题和情况,有针对性地提出了一些建议和措施。