TBM掘进煤矿深井巷道支护方案优化实践

针对煤矿深井巷道TBM掘进施工中围岩支护方案少有规范可供参考,支护施工须同时兼顾支护强度和支护施工速度等问题,根据煤矿深部地层岩层物理力学性质和地应力场参数等工程地质条件,开展TBM掘进巷道数值模拟,获得不同支护方案下围岩应力场、位移场演化规律,优选合理支护方案,并在TBM掘进煤矿深井巷道工程实践中应用。工程现场监测数据表明,巷道开挖后第70天,顶板下沉量和两帮收敛量停止增加,锚杆轴力停止增长,所采用的支护方案满足巷道围岩稳定性控制的需要。

并行双洞公路隧道平导巷道式通风方案优化研究

依托四川省凉山彝族自治州大凉山1号隧道,采用流体力学Fluent软件对平导巷道式通风方案进行数值模拟和流场研究,并对原方案进行优化和验证。研究结果表明:原方案存在污浊风循环现象,提出了在人行横通道上设置风门或射流风机,或在平导内更改风门的位置或增设射流风机群等优化方案;通过对优化方案进行数值模拟发现,平导增设射流风机群能解决污浊风循环问题,且建议采用SSF-6.3射流风机;并对平导增设射流风机群方案进行了验证,隧道内CO最大含量低于0.0024%,CH4最大含量低于0.25%,均满足施工通风要求。相关研究结论可为类似隧道通风方案优化提供参考。

基于BIM技术的城市道路施工保通方案设计

为降低道路施工对城市车辆通行造成的影响,引进BIM技术,以济南市舜泰北路道路工程项目为例,对施工保通方案的设计展开研究。使用BIM技术中的PowerCivil等软件,设计城市道路建筑物的三维建模;增设道路保通临时隔离墩,对施工段与道路车辆通行段进行合理隔离处理;根据城市道路工程施工的实际需求,进行保通方案的动态调整。设计对比实验,实验结果证明:设计的施工保通方案可以在提高车辆通行能力的基础上,降低道路施工与车辆通行的安全冲突行为发生次数,提高施工中车辆行驶的安全性。

煤巷快速掘进改进工艺研究

针对古城煤矿现有掘进切割工艺,介绍了1种煤巷快速掘进改进工艺设计方案。该方案以原掘进切割工艺的具体情况为基础,结合煤矿领域现有掘进技术水平,设计出了多种不同的掘进切割方案,然后利用有限元分析软件分别对各种方案在实际中的应用效果进行模拟分析,并通过对比模拟分析结果,以此确定出最终的掘进切割方案。应用该改进工艺,不仅可以提升煤巷掘进速度,而且还可以提高井下作业的安全性,具有一定的应用价值。

厚煤顶动压影响巷道支护方案优化设计及应用

针对8206回风巷厚煤顶动压影响巷道存在的顶板易随采随冒的问题,综合运用现场调研、文献检索、理论分析等研究方法,分析该巷道原支护方案的缺陷及应该优化的方向,设计了一套“高预应力锚索整体支护方案”,并成功进行了工程实践。掘进支护后的矿压观测表明,实施优化后的支护方案后,巷道顶底板移近量、两帮移近量、顶板离层值均得到了有效控制,实现了安全高效掘进。

回采巷道锚杆索支护优化设计与应用

针对山西长平煤矿2302工作面掘巷完成后,回采时采动压力剧增,巷道锚杆支护不能满足安全开采要求的问题,从岩体内部构造与岩层压力传递角度分析了巷道变形失稳机理,以巷道顶板和帮部变形失稳特点剖析了巷道变形破坏特征,通过锚杆锚索的岩体改性性质阐明了锚杆锚索作用机理。结合实际地质情况,对2302工作面回采巷道锚网索支护进行优化设计,通过FLAC^(3D)数值模拟软件计算对比分析了巷道支护方案优化前后的顶板垂直位移与岩体塑性破坏区范围,确定了支护方案优化后的支护效果更佳。现场工业性试验与巷道实时垂直位移监测得出优化后的支护方案巷道垂直方向变形量最大82 mm,最小49 mm,巷道支护方案优化效果良好,具有很好的可行性。

综放孤岛工作面过空巷安全技术研究

针对岳城矿大巷煤柱回收工作面在回采过程中面临过空巷的技术难题,空巷内会出现顶板压力大、冒顶严重等问题,影响工作面的正常回采,以岳城煤矿大巷煤柱回收工作面为研究背景,通过理论计算得到了空巷支护强度应大于6.03 MPa,并采用数值模拟对不同支护强度下巷道的顶板应力及位移进行了分析,确定了当顶板支护强度达到7 MPa及以上时,空巷顶板下沉量可以控制在合理的范围内。空巷支护采用木垛支护,采用数值模拟对不同支护排距下空巷的顶板应力及位移进行了分析,确定选取0.7 m排距、1.5 m×3 m×3 m的联锁木垛可以满足综放工作面过空巷段的支护要求。现场矿压监测结果表明,当空巷顶板支护强度达到7 MPa及以上时,可以满足工作面安全生产要求,实现岳城矿大巷煤柱回收工作面的安全高效回采。

张家湾煤业21305巷道围岩变形及巷道支护技术研究

软岩巷道大变形控制是煤矿安全生产面临的重大挑战。为了提高巷道稳定性,保障采煤作业安全,以山西省张家湾煤业21305巷道为例,对巷道大变形特征进行了初步探讨,采用了合理的钢管混凝土支护数值计算方法,提出了“锚索+网格+喷射混凝土+钢管混凝土”组合支护的改进方案,评价了改进后组合支护方案对软岩巷道大变形的控制效果。结果表明,斜壁弧拱钢管混凝土支座的斜壁容易发生破坏,改进后的组合支护系统对控制软岩巷道的大变形效果明显。

大断面巷道支护方案设计探讨

为探索大断面煤巷所适用的支护方案,以王家岭煤矿18110工作面切眼导硐为例,通过FLAC3D软件对锚杆索长度、间排距等支护参数取值对支护方案的影响展开模拟,进而提出一套煤巷支护方案。结果表明:为在支护效果和经济性之间达到平衡,顶锚杆和帮锚杆长度均按2.4 m确定;锚杆长度应严格控制,过长段的锚固作用较为微弱;通过控制锚杆间排距以减小煤巷围岩变形的效果并不明显,但锚索间排距的缩小可明显减小顶板及侧帮变形。

煤矿回采巷道支护优化实践分析

以某煤矿10号煤层1031003工作面为研究对象,介绍一种回采巷道支护优化方案,包括主辅运顺槽优化方案、主回撤通道优化方案、切眼支护方案三部分内容。为检验优化方案的应用价值,采用数值仿真模拟方法对比原方案和优化方案,并在初步确认优化方案的应用价值后,将优化方案应用于工程实践,最终确认优化方案可满足工作面巷道支护要求。

掘进巷道过断层破碎带支护实践研究

随着我国煤炭产量的不断增长和资源开采深度的增加,巷道掘进已成为制约矿井生产能力提高、成本增加和安全生产的主要因素之一。近年来,在掘进过程中遇到断层破碎带的情况越来越多,严重制约着巷道掘进速度,因此做好掘进巷道过断层破碎带的支护工作非常关键。基于此,本文结合某煤矿巷道开采工作展开分析,对本次巷道过断层破碎带的支护工作要点进行探索,保证工作面开采工作的安全进行,同时为后续类似工作的顺利开展提供参考。

软岩地质条件下巷道过断层支护技术研究

针对软岩巷道断层越来越严重的问题,王楼煤矿采用“锚杆+注浆”的二次支护形式进行软岩地质条件下巷道过断层的支护。首先在巷道过断层位置布置锚杆进行支护,然后注入浆液以增强支护效果。通过实例结果可以看出,采用设计支护技术施工后,巷道过断层左帮围岩变形36.8 mm,右帮围岩变形39.3 mm,达到了预期的支护效果。研究软岩地质条件下巷道过断层支护技术对于确保煤矿开采工作的安全和顺利进行具有重要意义。

煤矿顺槽巷道的支护技术及应用分析

以A煤矿11223工作面上顺槽梯形巷道为研究案例,介绍一种煤矿顺槽巷道支护技术方案。在巷道原支护方案的基础上,介绍3种支护优化方案,借助ABAQUS数值仿真模拟软件,根据梯形巷道地质条件,从位移分布、应力分布、塑性区分布3个角度对3种支护优化方案实施对比分析。得到最佳支护优化方案后,将此优化方案应用于工程实践,确认最佳优化方案可满足梯形巷道的支护要求。

大采高工作面过空巷围岩控制技术研究

针对大采高工作面过空巷围岩难以控制的问题,以王坡煤矿2307工作面地质条件为背景,采用现场试验方法,根据横川内顶板完好情况,设计了顶板补强加固与全部充填法2种过空巷围岩控制方案,并对具体施工参数进行了确定。根据工作面回采期间矿压显现情况,工作面与横川贯通后,顶底板变形量最大达到302 mm,两帮变形量最大达到428 mm,横川内无冒顶现象出现,并且随着工作面与横川距离的缩短,工作面来压时的工作阻力呈现增大趋势。

煤矿回采巷道支护优化实践分析

以泽州天安苇町煤业10^(#)煤层1031003工作面为例,介绍了1种回采巷道支护优化方案,其具体包括主、辅运顺槽优化、主回撤通道优化、切眼支护优化3部分内容。为检验优化方案的实际应用价值,采用数值仿真模拟方法将原方案和优化后的方案进行了对比,并将优化方案应用于工程实践中,最终确认了该方案可以满足工作面巷道的支护要求。

综掘工作面过空巷综合处置实践研究

为进一步探究煤矿井下过空巷的处理,保障矿井巷道掘进安全高效进行,以南岭煤业5205切巷综掘工作面过空巷为实际案例,对综掘工作面过空巷的综合处置进行初步探究。在探究过程中,结合前期勘查所获得的数据资料,分别从注浆加固作业和支护方式优化2个主要方面入手,详细探讨了过空巷综合处置的技术流程及要点。从实际应用效果来看,该次过空巷的整个过程并未出现顶板压力进一步显现的问题,证明该次采取的过空巷处理措施取得了初步成功。

煤矿巷道支护方案智能设计研究

目前煤矿巷道支护方案设计仍以人工设计、工程类比、FLAC模型模拟为主,存在主观性强、普适性低、未充分利用煤矿支护大数据等问题,而基于专家系统的设计方法规则设定程序繁琐,工程量大,智能化程度较低。将案例推理(CBR)和深度学习技术引入巷道支护方案设计领域,基于煤矿支护规程、支护规范及煤矿巷道地质报告等文本大数据,提出了一种煤矿巷道支护方案智能设计方法。获取346份不同煤矿的巷道支护资料,抽取结构化数据并划分为输入、输出参数,通过常属性变量滤波和高相关性滤波方法对输入、输出参数进行优化。建立CBR模型,并将抽取的结构化数据导入CBR模型,形成支护方案比选案例库,计算新的巷道支护方案与历史方案的相似度,输出相似度最高的3条历史方案进行对比,实现相似案例比选。分别采用BP神经网络和基于长短期记忆(LSTM)网络建立煤矿巷道支护方案自动生成模型,通过对比预测指标,确定采用基于LSTM模型与CBR模型结合,建立煤矿巷道支护方案智能设计系统。将该系统用于不连沟煤矿掘进F6226工作面辅运巷支护方案设计,通过试验验证了系统生成方案下巷道两帮变形量和顶板最大位移均小于人工设计方案,巷道顶板及两帮完整性较好,围岩承载能力增强,支护效果明显。

余吾煤矿井下矸石巷道充填技术研究与应用

为提高岩巷的施工速度,余吾煤矿采用盾构机掘进,由此产生了大量的矸石。在对比综采矸石充填、综采膏体充填和巷道充填3种不同矸石井下处理方式优缺点的基础上,确定采用巷道充填。建立了掘进巷道应力分布的模型,推导了煤柱宽度的计算公式,采用等效采高计算得出煤柱的宽度为15 m。结合现场的实际情况,确定了矸石物料的运输路线以及主要设备。实践结果表明,采用巷道充填的方式井下就地处理矸石,经济社会效益显著,可为类似条件下的矸石处理提供借鉴。

断层影响下掘进巷道稳定性分析

为了提高断层影响下掘进巷道的稳定性,基于巷道左帮、右帮、顶板位置的钻孔窥视结果,确定了2 m松动圈范围。随后对断层破坏带区域进行注浆加固,配合永久支护方案,将锚杆锚固力从30 kN提升至90 kN,顶板下沉量得到有效控制,解决了掘进面过断层存在的问题。

煤矿巷道超前支护液压支架的结构性能分析

基于现有研究成果及工作经验,提出了1种巷道超前支护液压支架设计方案,该方案主要以液压支架的重要结构部件为研究对象。为检验设计方案的有效性,在研究过程中,分别采用有限元仿真分析和工程应用分析2种方式进行检验,明确了设计方案有效性的同时,还及时发现和解决了设计方案中存在的问题。