大倾角煤层易滑移片帮巷道稳定性控制技术研究

为解决艾维尔沟煤矿大倾角煤层9#行人平巷易滑移片帮的难题,综合应用地质条件调查、理论分析、数值计算、物化分析、现场测试等手段和方法,对巷道滑移片帮机理及对策进行研究。研究结果表明:9#行人平巷顶板岩层在裂隙水的影响下,岩层结构面严重泥化,沿煤层倾向发生错动滑移,导致巷道高帮煤体失去顶板的约束力,在中上部形成深度约8m的拉剪破坏三角塑性区,造成煤体滑移片帮,进而导致巷道整体失稳。控制9#行人平巷易滑移片帮的关键是“强顶护帮”及非对称支护,据此提出了9#行人平巷“顶板注浆锚杆(索)+巷帮锚索桁架梁组合支护”的围岩控制方案,现场实践效果良好。

倾斜厚煤层综放工作面沿空掘巷窄煤柱宽度研究

针对沙吉海煤矿14E02倾斜厚煤层综放面沿空掘巷窄煤柱留设尺寸问题,采用理论分析、数值模拟及矿压实测的方法,确定了窄煤柱合理宽度,研究结果表明:基于内外应力场理论计算得出沿空掘巷窄煤柱宽度不宜大于6.42 m(上限),基于弹塑性极限平衡理论计算出窄煤柱宽度不宜小于3.96 m(下限);沿空掘巷数值模拟结果表明:4~5 m煤柱在掘进期间能够稳定,但在回采期丧失承载能力且极易引发巷道与煤柱联动性破坏,巷道维护极其困难;当煤柱宽度≥6 m时,窄煤柱在掘巷及回采期间均能形成稳定的弹性核,更利于巷道维护,窄煤柱合理宽度取6 m为宜,这与内外应力场理论计算得出的窄煤柱宽度上限值(6.42 m)基本一致,采用内外应力场理论确定沙吉海煤矿此类倾斜厚煤层综放面窄煤柱宽度较为合理;针对倾斜厚煤层综放面窄煤柱沿空掘巷破坏特点,提出了相应的围岩控制对策及支护方案。