综放沿空煤巷不同支护方式围岩变形演化规律的数值模拟

针对综放开采沿空掘巷围岩控制的问题,采用数值模拟方法,以山西兰花集团公司大阳煤矿3203综放回风顺槽为研究对象,利用FLAC3D计算程序系统模拟了留设5m煤柱护巷时回采巷道围岩和小煤柱应力演化过程,对无支护、有支护情况下的巷道顶、底板及两帮的应力分布特征,巷道围岩位移特征和沿空煤巷围岩破坏区演化规律进行了对比分析.结果表明,锚杆(索)支护形式能有效控制围岩变形破坏,并且施加锚杆(索)支护后围岩松动范围能有效控制在锚杆(索)锚固范围之内,为保证综放沿空煤巷的稳定提供了理论与技术依据.     

锚杆支护对围岩稳定作用的弹塑性力学计算与应用

从弹塑性力学计算出发，用锚杆两端对围岩体内锚固区施加的两组夹紧力来考虑锚杆支护对巷道围岩应力状态改变的影响；而描述锚固围岩体力学性质的粘结力和内摩擦角并未改变，建立了锚杆支护对围岩稳定作用的弹塑性力学模型。通过计算，得到了不同锚杆支护强度和锚固区半径下的围岩应力及塑性区半径的理论计算公式；分析了锚杆支护巷道的围岩应力分布及塑性区变化趋势。并在井下巷道的锚杆支护参数选定中进行了实际应用，锚杆支护弹塑性力学计算的解析解在理论上为锚杆麦护的董化设计提供了依据．     

近距离煤层巷道锚杆锚索联合支护参数数值模拟研究

基于甘庄煤矿近距离煤层巷道锚杆锚索联合支护参数设计,从近距离煤层巷道围岩实际及本矿巷道支护现状出发,采用MIDAS/GTS数值模拟,分析了近距离煤层巷道围岩位移、应力分布及破坏范围;研究了不同因素对巷道围岩变形与破坏的影响,设计得出合理的支护参数,进而提高锚杆锚索联合支护参数设计的科学合理性及实用可靠性,进一步发挥锚杆支护技术的潜力,为近距离煤层巷道支护提供理论依据及技术支持。     

深井岩巷破坏机理与支护优化研究

岩巷的稳定性评价与支护设计对深井岩巷掘进和维护十分重要。为了开展深埋煤矿岩石巷道围岩稳定性分析和锚网支护参数优化分析,以文家坡煤矿深埋一号辅助运输大巷为工程背景,采用多种监测手段完成了岩巷变形特征的实测分析,然后运用数值模拟的方式从巷道围岩塑性区发展规律和围岩应力变化特性两方面分析了巷道围岩变形破坏机理,最后根据现场监测和模拟结果优化了该巷道的支护方案,并进行了模拟验证。结果表明:随着巷道不断地向前掘进,巷道两帮围岩塑性区厚度先增大直到逐渐稳定,自重引起的水平应力使巷帮向巷道内收敛,顶板产生剪切破坏,两帮产生劈裂破坏;原支护方案作用下巷道围岩变形量非常小,锚杆(索)支护方案过于保守。将帮部锚杆长度由2.7 m优化到2.3 m后,在其他支护参数保持不变的情况下支护可以满足巷道稳定性的要求。     

倾斜厚层坚硬顶板条件下沿空留巷稳定性控制

针对倾斜厚层坚硬顶板条件下综采工作面沿空留巷技术难题,采用理论分析、数值模拟、现场监测等手段,揭示倾斜厚层坚硬顶板采场覆岩运移规律,分析预留巷道多次扰动影响下倾向及走向方向顶板垂直应力分布特征。根据切顶留巷围岩应力分布规律,将沿空巷道分为“原岩应力区、超前应力增高区、滞后应力增高区、滞后应力稳定区”4个区域,提出巷内围岩支护原则,并基于区域特征,设计分区支护留巷方案,并成功应用于柏林煤矿-2446(k26)沿空巷道。研究结果表明：优化岩块B长悬臂梁结构是留巷成功的关键,通过切顶卸压留巷技术手段,可减小巷旁支护体及实体煤帮压力,沿空巷道支护效果良好,证明倾斜厚层坚硬顶板切顶留巷关键技术是可行的。     

深井岩巷分步联合支护技术应用

通过现场调查、实验室试验、理论分析及现场监测等手段,得出了高应力巷道围岩的蠕变及支护方式的不合理是导致曲江矿大巷围岩失稳的主要原因,并提出了锚梁网喷一次支护,帮锚、注浆二次支护的分步联合支护方案.结合现场对巷道两帮收敛速率的监测,确定了锚索支护的合理时机.现场实践表明:金属网,梁及喷层的护表作用能加强锚杆支护对围岩应力的改善,并使围岩应力得到一定程度的释放;锚杆锚索支护有效结合形成的叠加拱承载结构在很大程度上提高了围岩的自我承载能力,且底角锚索可以有效地切断塑性滑移线,起到很好控制底鼓的作用;注浆能够提高围岩的残余强度,修复和加固围岩.分步联合支护技术能使各支护在时间及空间上实现有效的结合,并成功应用于曲江矿东大巷支护.     

地下巷道锚杆作用机理的流变分析

对于采用锚杆支护的巷道，根据流变力学的基本理论，分析了在两向等压条件下锚杆支护区围岩应力———位移随时间的变化规律，建立了与时间有关的锚杆支护破坏准则，对地下巷道的支护设计具有一定的参考价值。     

基于原岩应力测量的软岩巷道支护优化设计研究

为了解决曹庄煤矿高应力软岩巷道支护困难的问题,进行了井下原岩应力实测,采用基于实测地应力的锚杆支护优化设计方法,优化了巷道支护设计参数。工程实践表明,该支护技术有效控制了高应力软岩巷道围岩变形,取得了良好的技术经济效益,提供了一种控制高应力软岩巷道围岩变形的有效方法,对类似条件下巷道支护设计具有一定借鉴意义。     

新方煤矿回采巷道支护参数设计及优化

锚杆支护具有“主动”支护、支护成本低，控制围岩效果好等优点，是当今世界巷道支护技术的主要发展趋势。实践证明，锚杆支护成功的关键是支护形式的合理选择和支护参数的科学设计，以充分发挥围岩自身的承裁能力，进行耦合支护。本文通过对新方煤矿回采巷道特点，在围岩分类和支护选型的基础上进行锚杆支护参数设计。     

对深井工作面厚层顶板两巷支护技术的研究

本文以新建矿1311（1）两巷为例,开展新型锚杆强化支护体系的应用研究,采用超高强预应力组合锚杆及11号工字钢对棚支护技术,通过加强支护强度及各种补强措施,充分调动围岩自身承载能力,有效的控制了巷道围岩变形,实现了巷道的稳定,为工作面正常安全回采创造了条件,并为综采工作面两巷顶板支护积累了经验。     

切眼围岩破坏规律研究

针对目前切眼围岩破坏的问题,对切眼围岩类型进行总结,得出切眼围岩的基本模型。为求解切眼围岩的破坏原因,运用自行开发研究的岩石破裂过程分析(RFPA^2D)系统,对切眼围岩破坏过程进行了数值模拟研究,通过对切眼围岩的初始裂缝形成、发展及最终破坏模式进行分析,得出不同条件下切眼围岩的破坏规律。结果表明,切眼由于其断面形状和围岩组成结构的不同关系,其破裂结果与其他巷道破坏模式明显不同。     

锚网支护一次成巷技术在大断面沿底板掘进中的应用

概述了锚杆支护方案,阐述了1305综放工作面切眼作业技术,论述了锚网支护一次成巷创新点及其经济和社会效益。     

近距离煤层内错式开切眼合理错距的研究

为探究近距离煤层内错式开切眼水平错距的合理选取问题,以神东矿区某矿为工程研究背景,通过构建力学模型得到上覆煤层遗留停采煤层产生的附加应力对下方开切眼的应力解析解,采用数学分析得到下煤层的水平停采距离的合理范围,并运用FLAC3D数值模拟软件分析不同水平错距下切眼位置所处的应力环境,得到下煤层开切眼停采的水平距离为50 m时能够满足巷道布置要求。通过地质雷达进行开切眼巷道的围岩松动圈的测试,得到开切眼巷道松动圈的范围为3.1 m~3.8 m,切眼巷道左帮的破碎范围大于顶板,开切眼巷道围岩完整性较好。研究结果表明,下煤层内错式开切眼停采水平距离为50 m时,开切眼巷道能够满足工作面的正常回采。     

大断面开切眼锚杆锚索联合支护的应用

通过理论计算及数值模拟，在大宁矿成功实现了大断面开切眼的锚杆锚索联合支护，支护参数合理。经济效益显著。     

定向断裂爆破在综放工作面初采切巷的应用

为解决综放工作面初采期上隅角瓦斯超限问题,采用初采切巷深孔爆破强制放顶的方法充填采空区以缩小工作面有效通风断面,以达到改善初采期间工作面通风状态与提高瓦斯排放效率的目的.但是炮孔间距由于受到初采切巷支护结构的限制往往大大超过预裂爆破经验公式确定的上限,造成预裂效果差的后果.为了选择适合现场使用的增加炮孔间距的最佳爆破方法,应用ANSYS/LS-DYNA软件对不耦合装药、V型刻槽和切缝药包3种爆破方式进行数值模拟,结果显示切缝药包爆破在增加炮孔间距和保护岩壁方面有明显优势,并通过模拟确定了切缝药包的最佳开口宽度.最后,通过在阳泉国阳公司K8205工作面进行超前深孔预裂爆破强制放顶的现场应用,比较爆破前、后和割一刀煤后支柱压力的变化情况,验证了良好的预裂爆破效果.      

新型锚杆支护体系在动压巷道中的应用

岱庄煤矿2332工作面颇槽掘进完成以后部分巷道变形严重,出现顶底板移近量加大、底板底臌的现象,严重影响了工作面的人员安全和生产效率。针对2332工作面掘进完成后出现的巷道变形问题,对2333工作面顺槽采用新型锚杆支护体系进行支护,新型体系改善了原有支护材料：锚杆采用新型左旋连续螺纹树脂锚杆,有效地保证了高应力下煤巷的稳定;钢带是U型等强钢带,它克服了锚杆受力时在铜带中产生应力集中的问题,使钢带与锚杆成为统一的整体;网片采用冷拔钢丝点焊网,其刚性较之普通经纬网或菱形网有显著提高,护顷护帮效果明显改善。同时,新型体系还采用了新的支护设计方法,信息反馈设计法的应用实现了支护机理的定性解释与支护参数的定量确定之间的有机结合。新型锚杆支护体系的应用很好地解决了。2333工作面巷道变形严重的问题,取得了良好的支护效果和社会经济效益。     

FLAC-3D在大采高初采工作面顶板力学模拟中的应用

通过FLAC-3D模拟软件,以中能煤业3号煤层大采高2301工作面现场模拟为例,对其开切眼进行建模,并模拟了工作面推进过程中工作面两端头与中部的垂直和水平应力。结合现实工作面矿压情况,对工作面的开采具有实际的应用和指导价值。     

华盛煤矿矿井501采区布置探讨

通过对华盛煤矿矿井501采区布置的探讨,得出结论：501采区胶带运输巷和轨道运输巷均沿5号煤层底板布置,采区回风巷沿5号煤层顶板布置;工作面运输、回风顺槽和开切眼均沿5号煤层底板布置。矿井移交生产及达到设计生产能力时,井下5号煤层共布置1个综采放顶煤工作面和2个综掘工作面,采掘比为1：2。     

悬移支架工作面采动对巷道支护影响规律研究

采用FLAC3D三维数值计算分析;应用YTL-130型圆图自记仪、HC-45型压力盒、JSS30A收敛计,对回采工作面实施矿压观测;采用MCJ-10锚杆测力计、CM-12测力锚杆对顺槽巷道锚杆工作状态及力学性能进行测试。通过对观测数据处理分析,研究工作面矿压显现规律及采动对顺槽巷道支护的影响规律。评价整体悬移支架的适用性,分析锚杆支护结构的合理性。从而,评价巷道支护现状与采动影响因素,优化巷道锚杆支护参数,为煤矿安全生产管理提供科学依据。     

深埋巷道锚杆破断失效机理

锚杆破断失效是深埋巷道支护面临的工程问题之一.采用现场调研、理论分析等方法,对深埋巷道锚杆破断失效形式、机理进行了分析.得到结论:1)深埋巷道锚杆破断失效形式主要有剪断失效、脆断失效、折断失效、拉断失效、崩盘失效和松脱失效;2)材料缺陷和受载性能是深埋巷道锚杆破断失效的内因,荷载超过极限荷载是深埋巷道锚杆破断失效的外因;3)拉伸、剪切、扭转等载荷复合作用下,锚杆有效直径减小,拉应力增大,导致破断失效;4)采用恒阻大变形锚杆或二次支护工艺,能够实现深埋巷道锚杆破断失效和围岩变形的协调控制.研究结果对深埋巷道围岩控制具有参考意义.