矿井支护技术中的应用方法研究

随着矿井资源开采的不断加快,使得采矿工作面的接替更加紧张。巷道支护是为了保持巷道围岩的稳定性,防止巷道顶板发生垮落或过大变形。巷道掘进后一般都需要支护,常用的方法有锚杆支护和锚索支护。根据矿井实际情况,结合锚杆锚索支护原理,对锚杆锚索联合支护方式进行分析,以寻求有效的支护形式及支护参数,确保巷道的安全使用。     

锚注联合加固支护技术在东庞矿的应用

运用锚注联合加固支护技术对冒顶区破碎顶板进行加固,有效地控制了松散围岩垮落,为安全施工提供保证,且施工工艺简单,效率高,取得了良好的技术经济效益。     

综采工作面破碎顶板控制技术

<正>破碎顶板是极易发生的漏垮型局部冒顶事故,给工作面安全生产带来不利影响。研究破碎顶板的冒顶机理和规律,寻找解决破碎顶板的支护和控制措施十分重要。通过对工作面破碎顶板冒顶机理及主要影响因素进行分析,可以为合理顶板控制措施的制定及实施奠定基础。根据矿井实际地质条件及开采现状确定工作面、上下端头及两巷的顶板控制技术,为工作面安全、高效生产提供技术保障与理论依据。一、破碎顶板冒顶影响因素分     

厚层破碎复合顶板巷道锚注支护技术

破碎复合顶板裂隙极其发育,特别是厚层复合顶板厚度不稳定,个别地段存在泥质粉砂岩夹煤线厚度不稳定,导致其支护控制难度极大,成为影响煤矿安全生产的难题.小宝鼎煤矿在11391-1回风巷实施了综合机械化大断面掘进,掘进过程中,在锚网、锚索支护的基础上增加锚注支护,有效的控制了浅层破碎围岩离层,使破碎围岩顶板得到了有效地加固,改变了破碎围岩的松散结构,增强了浅部岩体的稳定性和整体强度.经过锚注支护,巷道自身形成承载结构,降低了围岩变形程度,将顸板下沉量控制在了合理范围,减少了巷道的维修量,节省了巷道维护成本.同时保证了施工的安全,加快了破碎围岩掘进工作面的推进速度.理论研究和工程实践成果指导该矿和相邻矿井安全生产有重要理论价值和借鉴意义.     

深井综采工作面厚层顶板两巷支护技术研究

随着矿井开采深度的不断加深,深井综采工作面厚层顶板两巷支护问题日益突出,已成为制约矿井安全生产的一个难题。常规的锚杆支护方式及支护强度已很难适应深井综采工作面厚层顶板的变形特征,无法有效限制巷道围岩破坏。丁集煤矿第一水平-826m,属于典型的深部矿井,目前东翼主采的11号煤层顶底板为厚层状砂质泥岩,两巷支护难度极大。本文以该矿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。     

煤巷大厚度泥岩顶板围岩裂隙演化规律数值试验研究

运用数值试验系统,研究了煤巷大厚度泥岩顶板围岩裂隙萌生-扩展-贯通-破坏的演化规律。根据围岩裂隙的分布和演化,结合地质力学与环境条件,揭示出大厚度泥岩顶板垮落是由于煤帮上方的剪张裂隙及顶板上方的水平裂隙所形成的裂隙拱造成的,提出大厚度泥岩顶板煤巷支护的三个主要特点:及时封闭围岩、加大锚杆支护系统刚度、锚杆(索)沿裂隙方向斜向布置。研究结果有利于了解巷道围岩内部破裂的产生和发展规律,为巷道锚固方案的选择和锚固参数的优化提供了依据,可为类似条件矿井的支护提供理论依据与应用性指导。     

采煤工作面破碎顶板事故防范措施分析

0引言 破碎顶板指的是岩层的强度低、节理裂隙十分发育、整体性差、自稳能力低,并在工作面控顶区范围内维护困难的顶板。破碎顶板容易发生局部漏顶现象,由于没有得到及时支护,经常发生工作面漏垮型冒顶事故。为了避免顶板事故的发生,必须加强破碎顶板的管理,采取合理的事故防范措施。     

顶板受冲击垮落的理论分析及工程应用

针对神东煤炭公司大柳塔煤矿活井21303综采工作面,上层采空区顶板突然大规模垮落对下层顶板及支架的突然冲击问题,文章采用动量定理、动量矩定理、达朗伯原理推出了顶板垮落瞬间的运动量及顶板切顶垮落所需要的剪力值计算公式,用ANSYS LS—DYNA程序对顶板垮落过程进行了数值计算,得到了最大冲击力,在大柳塔煤矿活井21303综采工作面对顶板垮落特征进行了实际观测和理论成果验证。理论分析、数值计算及工程实测结果相辅相成。文章不但解决了大柳塔煤矿活井21303综采工作面,上层顶板突然大规模垮落对下层顶板及支架的突然冲击问题,而且对矿山开采过程中类似的问题提供了理论指导。同时给出了用ANSYS LS—DYNA程序计算冲击力的方法。     

开采扰动区(EDZ)内层状围岩变尺度损伤及失稳预计实验及综合分析

在地下开采中常遇到层裂影响围岩力学行为,考虑到安全支护载荷及衍生动力灾害的可能性及工程应用,基于现场工程调查和室内多尺度煤岩动力破坏规律实验观察,建立了物理相似模型,完成了基于声发射(AE)的采空区覆岩变尺度损伤与断裂的模拟实验,对开采扰动区工作面周期来压(4个阶段)、围岩破裂与损伤的声发射特征参数(总事件与能率以及隐含的临界敏感性)等多元信息进行了综合比较,获得了老顶来压强度及支护阻力的定量化指标,这为工程现场EDZ内顶板大范围破断、围岩稳定性、破碎岩体失稳垮落等监测与控制提供依据。     

急倾斜煤层走向综采覆岩破坏特性研究

为研究急倾斜煤层走向综采覆岩变形及破坏规律,采用力学分析、相似模拟实验及数值模拟分析,得到工作面覆岩破坏特性及岩层移动规律.研究表明:(1)急倾斜煤层综采面推进后,顶板位于工作面中部偏上覆岩处的岩层出现了挠度最大值,导致顶板断裂呈现由工作面顶板岩层的"中上部-上部-中下部-下部"的垮落顺序.(2)工作面上部覆岩以产生拉伸破坏为主,中、下部覆岩以剪切破坏为主;直接顶冒落的矸石充填下部近1/3的采空区域,且上部出现垮落区域比下部范围明显更大.(3)工作面下部应力集中系数比上部大1.2倍左右,工作面的下部端头支护处在极不均匀的高应力集中区,工作面端头及超前支护相当困难.     

破碎带工程围岩超前锚杆加固拱结构

在破碎带岩层开挖时,顶板极易垮落,通常采用超前锚杆加固来做辅助支护. 为了研究工程围岩超前锚杆加固机理及其位移变化规律,把这种开挖形成的拱看成有几何缺陷的圆弧拱. 以武平紫金矿业230斜坡道在破碎带中超前锚杆加固为工程实例,利用屈曲理论及薄膜理论对其位移的变化进行了力学分析,完善了前人对这种加固拱简化的问题.     

炮采工作面支护顶板的要点

本文结合煤炭开采过程中,采场上覆岩层的运动规律及回采工作面支架与围岩的关系,分析了工作面支架受力的大小及规律,顶板采动后的变化情况并结合炮采工作面支护材料的具体特点,详细的论述了炮采工作面减少顶板下沉量和降低顶板破碎程度的两个重要因素——保证一定的支柱初撑力和及时支护的重要性。为合理的控制好炮采工作面顶板提供了合理的理论依据。     

地面压裂坚硬顶板对矿山压力显现影响的实验研究

地面压裂是控制煤矿坚硬顶板减少矿山压力灾害的一种新方法。但该方法的有效性以及地面压裂形成的水压裂缝的产状对矿山压力显现的影响尚待进一步研究论证。通过物理相似模拟实验，在模型中坚硬顶板内分别不预制裂缝、预制水平裂缝和预制垂向裂缝并模拟煤层开采，研究了采动过程中顶板的周期垮落、坚硬顶板的破断和工作面的矿压响应。研究表明，随煤层开采覆岩呈 “ ”型垮落规律，即先垮落采空区上方A区域，然后沿工作面推进方向垮落与A临近的B区域，再垮落A、B上方的C区域，间隔一定周期B、C区域同时垮落；受水平裂缝影响，顶板周期垮落步距平均缩短23.08%；受垂向裂缝影响平均缩短19.23%；含水平裂缝和垂向裂缝的坚硬顶板均提前破断，平均破断步距缩短10.23%；工作面推进至裂缝影响区时，覆岩作用在开切眼煤壁附近的矿山压力和工作面超前支承压力降低，表明压裂坚硬顶板可降低工作面矿压。研究成果对于揭示覆岩垮落规律、地面压裂控制矿压显现规律和矿山压力灾害防治具有重要意义。     

强制放顶爆破参数研究

榆神府矿区煤层顶板属于非坚硬岩层,但由于工作面初次来压步距很大,单体液压支柱无法抗拒覆岩整体切落和大面积垮落压力而容易引发大面积垮落灾变。数值模拟分析表明,非坚硬顶板工作面初次来压步距可以通过深孔和浅孔强制放顶减小。通过数值模拟和实际开采条件分析,提出了采用深浅孔结合进行强制放顶预防大面积垮落灾变的方法。得到了炮眼直径与最小抵抗线的关系,确定了非坚硬顶板强制放顶的爆破参数,为避免顶板大面积垮落灾变提供了可靠依据。     

大倾角综采面覆岩移动规律的相似材料模拟

为了全面研究大倾角煤层开采上覆岩层垮落特征和围岩应力分布规律,运用相似材料模拟新庄孜矿大倾角综采工作面的开采,研究开采后大倾角工作面上覆岩层移动规律及应力变化特征.随着工作面的推进,岩层裂隙自下而上发展,顶板不断冒落,形成初次来压和周期来压;冒落的岩层有垂直位移且沿层理下滑,使得采空区上部垮落高度比下部大,工作面下部的初次和周期垮落步距比上部小.覆岩的冒落拱呈不对称性,边界向采空区上部偏移,呈上虚下实的状态.模拟实验为大倾角煤层综采技术的应用和推广提供了理论依据.     

特厚煤层综放工作面矿震诱发机理及防控技术： 以龙王沟煤矿为例

针对陕蒙地区矿井普遍具有煤层埋深大、厚度大、顶板坚硬，开采过程中不易及时垮落，造成矿震现象频发等特点，以某煤矿特厚煤层综放工作面为工程背景，通过对典型厚硬顶板条件下矿压显现特征和主控因素的分析，采用理论分析、现场实测和工程实践相结合的方式对厚硬顶版破断型矿震诱发的因素和防控技术进行了探讨，认为工作面出现矿震现象主要是高位顶板坚硬岩层采后不易及时垮落等单一或多因素耦合作用影响，应力叠加传递造成的，关键应从两顺槽及回撤通道对工作面高位坚硬顶板进行处理，避免弹性能的集聚与传播、阻断应力传递路径，通过水力压裂等人工干预的方式改变来压步距，减少悬顶结构、提前释放能量，从源头上减弱矿震发生频次及危害程度，进而实现采场围岩稳定性控制，为坚硬顶板条件下矿震防治技术提供理论借鉴。     

马丽散在掘进巷道过断层中的应用

以阳煤集团二矿15号煤九采区80909工作面为例,详细介绍了在顺槽过断层如何利用马丽散对巷道顶板进行超前加固,以有效控制围岩或煤体垮落,为架设永久支护提供时间和空间。     

坚硬火成岩顶板初次放顶技术探讨

以广安煤矿某工作面的火成岩坚硬顶板初次放顶工作为研究对象,针对悬顶面积大、不易垮落等特征进行研究,摸索出一套在初次放顶过程中利用特殊支护"强支"及人工"强放"的安全技术措施,取得了较好的效果,为开采类似顶板的采煤工作面实现高产高效及安全生产提供了成功经验。     

正对上覆近距离煤层强烈开采动压下巷道支护技术研究

为有效控制围岩变形和促进矿井安全生产,提出了利用桁架锚索控制破碎顶板的方法,通过大同煤矿集团公司小峪煤矿现场试验,取得了很好的支护效果,为复杂地质条件、开采动压下近距离煤层巷道支护应用提供了参考。     

锚杆支护切眼冒落分析与对策

为了研究大跨度、松软破碎顶板、高应力等特殊条件下的工作面切眼冒落问题,对该特殊条件下的荆各庄矿11煤层2313工作面锚杆支护切眼的冒落原因进行了详细分析。分析结果表明:采动影响、煤柱处产生的集中应力和水平主地应力叠加是引起冒落的主要原因;顶板岩层强度低、辅助支护方式不合理等也是引起冒落的原因。因而需要采取针对性的防止冒落措施,在搞清这类特殊巷道地质条件及围岩应力分布的基础上,进行巷道基本支护和辅助支护设计,并加强巷道矿压观测及支护理论研究,以确保该类特殊巷道的安全正常使用状态。这些措施对于防止该类特殊巷道冒落具有一定的借鉴意义。