赵各庄矿深部回采巷道围岩变形规律的数值模拟研究

针对深部回采巷道的围岩变形规律而采取针对性的治理措施,改善巷道的支护与维修现状,利用连续介质显式有限差分计算机软件FLAC3D对综采放顶煤工作面的回采巷道围岩变形规律进行了数值模拟研究,并根据其数值模拟结果采取了超前加固支护,有效地控制了深部软岩巷道支架变形,降低了巷道的维修量,对深部矿井开采有一定指导作用。     

回采巷道围岩结构特征及变形破坏规律研究

通过对西山、汾西，霍州等矿区９个煤矿２１个煤层的调查统计，将回采恭延顶板按岩层结构分为多层薄层顶板，复合顶板、厚层整体顶板和厚煤层顶板４种类型，并对典型围岩结构进行了相似材料模拟试验。     

构造应力作用下回采巷道变形特点及控制

本文分析了构造应力作用下回采巷道围岩的变形特点，在此基础上，提出了构造应力作用下巷道变形破坏的控制措施。     

软弱破碎回采巷道变形特征监测分析

破碎围岩巷道的变形与失稳行为很复杂,巷道围岩局部变形易引起破坏失稳,而理论计算得到的支护参数与工程实际相差甚远。基于现场调查,通过表面变形与深部离层规律综合监测,深入分析了复杂地质条件下松软破碎围岩局部变形与演化失稳机理。监测表明:巷道开采深度较大时,围岩变形情况比较复杂,煤层裂隙发育,巷道顶底板和两帮变形大;巷道积水造成底鼓时,因现有的支护方式不适应围岩非线性、大变形的要求,而必然导致支护失效。研究成果对回采巷道支护方案的选择具有重要的借鉴作用,为工程防灾和减灾提供了科学依据。     

复杂条件下厚煤层回采巷道围岩动态变形规律研究

以某矿107工作面顺槽为依托,完成了锚杆(索)支护参数设计和FLAC数值仿真分析,分析了受工作面动压影响回采巷道围岩的变形规律,设计了现场监测方案,开展了围岩动态变形规律现场研究。FLAC模拟和现场监测结果表明:受动压影响的厚煤层中回采巷道围岩变形距工作面不同距离可分为小变形、中变形和大变形三个不同区段,对于不用的变形区段应采取针对性的支护措施,以保证围岩的整体稳定性。     

孤岛工作面回采支承压力及超前巷道支护技术研究

基于淮北孙疃矿1026孤岛工作面具体地质条件,采用数值模拟和现场实测方法对孤岛工作面回采过程中超前支承压力、沿空掘巷煤柱应力、位移变化特征等进行研究。     

回采巷道锚网带索支护技术研究

本文结合赵庄二号井1302工作面工程地质条件,通过采用FLAC3D数值模拟、现场实测等方法,对锚网带索支护的回采巷道应力、变形规律进行了研究。通过研究认为,所选用的锚网带索支护形式能较好的控制巷道变形;在生产中加强非行人侧支护强度,并对底板进行适当加固,围岩控制效果将更加理想。本文的研究成果可为类似工程条件下的巷道围岩控制提供参考。     

回采巷道围岩变形率的预测

巷道围岩变形率预测是巷道支护设计的主要环节，本文以影响回采巷道稳定性的主要因素为基础，分析整理了我国煤矿１００多条典型的巷道实测数据，应用多元线性回归方法，建立了预测各类巷道围岩变形率的回归方程，经理论检验与实例验证，预测方法可用于我国回采巷道控制设计，具有广泛的实用价值。     

大变形巷道锚杆力学特性的数值模拟

通过现场观测和实验室试验，对大变形巷道锚杆的力学特性进行了测试，揭示了锚杆与围岩相互作用全过程呈现：初撑、增阻、恒阻、降阻直至失效。论述了锚杆阻力下降和失效是大变形巷道锚杆支护所具有的基本规律。为此，对FLAC33中锚杆单元模型进行了修正，使其具备模拟锚杆损伤软化的功能，并将其成功地应用于实际工程中。     

东滩矿底板巷道变形规律研究

本文通过对东滩煤矿8条底板巷道受跨采影响变形的实测分析和相似材料模拟实验研究,总结了底板巷道受采动影响的变形规律;分析影响底板巷道的变形的主要因素;提出围岩强度是影响底板巷道变形的最主要因素;研究表明,增加巷道与煤层的法线距离对减小巷道的变形量虽有一定的作用,但这种影响并不明显。本文着重强调:减轻巷道变形的关键在于确定合理的巷道位置及支护方式。     

综放工作面回采巷道围岩变形阶段确定方法

为分析综放工作面前方巷道变形特征,以河林煤矿j7401综放工作面为研究对象,采用理论分析和现场实测方法进行深入研究。根据超前支承压力的分布曲线,定义了工作面前方巷道的3个变形阶段,分别为急速变形阶段、减速变形阶段和稳定变形阶段。急速变形阶段和减速变形阶段的分界点是超前支承压力和原岩应力的交点,减速变形阶段和稳定变形阶段的分界点是超前支承压力的峰值点。对j7401工作面开采过程中的超前支承压力和巷道变形分别进行观测,并采用最小二乘拟合方法分析整理观测数据。根据超前支承压力观测数据对巷道围岩变形阶段进行划分,急速变形阶段和减速变形阶段的分界点位于工作面前方8.1m,减速变形阶段和稳定变形阶段的分界点是工作面前方19.8m。根据巷道变形观测数据划分变形阶段,急速变形阶段和减速变形阶段的分界点位于工作面前方8.9m,减速变形阶段和稳定变形阶段的分界点是工作面前方20.1m。该划分方法的两个误差分别为0.8m和0.3m,证明根据超前支承压力划分巷道围岩变形阶段的方法可行,精度较高。     

圆形巷道围岩弹性变形区应力分布模拟实验研究

通过相似模拟实验,探讨了圆形巷道围岩在弹性变形阶段应力分布规律,得出巷道围岩周边应力函数表达式,分析了侧应力系数对围岩应力分布的影响。     

回采巷道超前支架应用现状与发展

随着综采工作面的推进,受采动影响回采巷道围岩应力重新分布造成巷道变形甚至破坏从而影响煤矿安全生产。回采巷道超前支架作为一种井下关键支护设备,在煤矿安全生产中得到广泛应用。通过归纳超前支护理论和超前支架应用现状以及我国部分煤矿超前支架现场应用效果,对我国现有超前支架存在的问题与不足作出总结;从支架姿态信息监测与控制、设备协同、供液系统控制技术三个方面分析了超前支架智能化过程存在的难点,得出现有的回采巷道超前支架难以与智能综采设备协同作业,严重制约着煤矿安全高效生产;基于超前支架的应用现状和5G通信技术对超前支架的发展方向做出了预测。     

采场超前支承压力分布规律与巷道稳定性

采场超前支承压力的分布情况直接影响巷道稳定性。根据双鸭山矿业集团公司新安煤矿六采区综三工作面概况,采用顶板相对位移观测、锚杆锚索受力观测、单体液压支柱工作阻力观测相结合的方法,研究了综三工作面超前支承压力分布规律与回采巷道稳定性。结果表明:工作面超前移动支承压力影响范围为工作面前方35 m,峰值点位于工作面前方20～25 m处;在锚杆、锚索联合支护的条件下,上下回采巷道均处于相对稳定状态。该结果为类似条件下确定工作面合理超前支护范围和分析回采巷道稳定性提供了依据。     

回采巷道底臌过程研究

分析了回采巷道底臌的发生、发展过程 ,回采巷道的底臌过程是 ,巷道开掘后 ,由于底板岩层由三向应力状态变为二向应力状态 ,岩体释放应变能 ,在应变能释放过程中 ,底板浅部岩层发生离层或破坏 ;回采过程中 ,在二次水平应力作用下发生压曲破坏和峰后蠕变 .回采巷道底臌不仅与底板岩层的力学特性有关 ,还与工作面超前支承压力、两帮变形有关 .图 8,参 5     

深井回采工作面覆岩运动及煤体应力分布规律

为保证深部开采矿井安全高效生产,根据东海煤矿32#右十一回采工作面地质资料,采用RFPA、ANSYS软件对深部回采工作面覆岩关键层运动规律及煤体内的应力变化情况进行数值模拟。结果表明,开采深度越大工作面覆岩关键层的破断距离越小,顶板周期来压步距越短;该工作面的周期来压步距为30 m左右,数值模拟与现场实测结果吻合;随着回采工作面的推进,高应力区向远离工作面的煤体内部移动,且煤柱上的高应力分布带移动量大于煤体上的移动量。该研究为矿井深部开采超前支护及冲击矿压防治提供了参考。     

工作面超前支承压力分布规律

为揭示工作面超前支承压力分布规律,采用理论分析、数值模拟及现场实测的方法,对兖州矿区进行工作面支承压力进行了分析,得出综放与分层开采工作面超前支承压力分布变化的规律,为回采巷道超前支护长度、支护强度等提供了理论依据.     

倾斜特厚煤层综放开采回采巷道围岩应力分析

通过对倾斜特厚煤层陈家沟煤矿1205工作面回采过程中回风顺槽和运输顺槽支架载荷的实测研究,揭示了在实际回采过程中巷道围岩的应力显现特征,得出了回风顺槽的压力要大于运输顺槽压力、回风顺槽巷道两帮压力大于顶板压力、运输顺槽工作面侧压力大于采空区侧压力等结论,为下一工作面的安全生产提供了依据,同时也为相同条件下的矿井巷道支护提供了参考。     

中厚煤层回采巷道变形机理及其力学模型建立

为了能够准确揭示回采巷道矿压显现规律及其稳定性特征,并对其进行有效控制,运用关键层理论和流变力学对回采巷道围岩结构进行了分类,建立了反映巷道整体结构特征的两种基本顶断裂力学模型和相应的力学本构模型,建立了"应力比"概念和回采巷道随时间推移变形的理论依据,得出了围岩结构优化理论途径.结论表明:然后通过变形元件组合模型来模拟材料的变形特性是完全可行的,应力比γ≥1时,围岩应变随时间推移而增大;γ<1时,围岩应变增长率随时间推移而减小,增大σmax,即优化巷道围岩结构可降低应力比影响程度.     

倾斜特厚煤层综放开采回采巷道围岩应力实测研究

通过对倾斜特厚煤层陈家沟煤矿1205工作面推进过程中,回风顺槽上、下两帮及工作面超前应力的实测研究,得出了回风顺槽的上、下两帮煤体内侧向应力以及工作面超前应力的分布特征,为确定合理的超前支护方案提供了依据.