综放沿空煤巷基本顶断裂位置研究

针对综放沿空煤巷基本顶倾向断裂位置难以精准实测问题,本文以昌恒煤矿9102综放工作面为研究背景,基于Winkler地基梁沿空巷道顶板破断力学模型,推导得出基本顶弯矩分布规律和最大弯矩迁移特征,为综放窄煤柱合理布留、支护科学设计及沿空掘巷稳定控制提供了理论基础。现场采用钻孔窥视方法实测基本顶断裂位置,结果表明:9102沿空煤巷基本顶实际断裂位置与最大弯矩理论分析结果相吻合,为类似地质条件基本顶破断位置探测提供借鉴。     

综放大断面巷道围岩失稳因素分析与控制技术

东滩煤矿1306轨道顺槽为综放大断面厚顶煤巷道,回采过程中顶板离层量大,部分地段发生过大面积锚杆、锚索破断现象,巷道两帮出现明显的剪切滑移大变形,帮顶基角处破坏严重。本文基于综放大断面厚顶煤巷道围岩破坏特征,分析其主要影响因素:上覆围岩裂隙发育存在明显不稳定的软弱夹层、区内应力异常、前期支护不合理等;提出高预紧力锚杆索协同强化控制原理及技术,关键在于顶板高性能锚杆预应力支护技术、高帮部桁架支护技术、帮顶基角"斜拉"锚索梁支护技术等,较好解决了综放大断面煤巷支护技术难题,回采期间断面收缩率控制在30%以内,为工作面安全高效回采提供了必备条件。     

层状顶板巷道锚索破断机理

为揭示层状顶板巷道锚索破断机理,减小锚索破断造成的安全隐患,以晋煤集团赵庄矿3盘区3308工作面为工程背景,采用理论分析、数值模拟和井下试验相结合的方法,分析了层状顶板层面正应力与切向应力分布规律及不同层状顶板厚度、层理不连续面数量、锚索预紧力下锚索的工作形态,结果表明:顶板岩层层理面上的剪应力呈非均匀分布,巷道跨中剪应力为0,最大剪应力发生在巷道两帮的支承区域范围,锚索水平偏移量与层面剪应力分布一致,提高锚索预紧力能够有效减少锚索的水平偏移。层状顶板锚索破断机理是锚索受层状顶板各层理岩层错动剪切破断,现场试验表明,在变全锚索支护为高强度接长锚杆与锚索分区协同支护后,赵庄矿33082巷道试验段顶板刚度显著提高,试验段巷道服务期间未发生锚索破断现象。     

亭南煤矿综放开采矿山压力数值模拟

为了分析综放工作面顶板断裂、垮落形式,以及工作面支承压力分布及影响区域范围,对亭南煤矿101综放面,分别应用UDEC与FLAC3D软件进行了数值模拟对比分析.结果表明随工作面的推进,直接项出现离层、破断,并在采空区前后煤壁上方基岩出现拉裂缝.当工作面推进到60m左右,老顶出现初次破断,形成初次来压,之后工作面每推进30 m,老项出现周期来压.模拟结果再现了顶板冒落、离层、破断,综放面初次、周期来压及围岩应力集中、重新分布等现象,这些结果与现场矿山压力观测结果基本吻合,为矿压观测提供了直观、准确的数值分析方法.     

复合顶板巷道锚索的破断及其分析

文章分析了复合顶板巷道的地质特点及矿压显现特征,依据现场调查,又分析了锚索破断的状况及其原因,提出锚索应该在正确的工作方式下工作,以减少复合顶板巷道锚索的破断。     

梯形破断顶板综放面高抽巷层位确定试验

为得到某矿综放工作面在梯形剪切破断顶板情况下的高抽巷的合理布置层位.采用相似材料模拟试验方法对综放工作面回采过程中顶板破断规律进行模拟,得到了随着工作面推进岩层破断的力学结构及覆岩的下沉量.研究结果表明:综放工作面推进过程中竖向贯通裂隙主要由顶板岩层拉剪破坏产生,拉破坏受到岩层碎胀特性的制约,剪破坏形成纵向贯通范围较大的裂隙,剪切裂隙是沟通煤层与高抽巷的主要通道,最大破坏高度受到岩层碎胀性制约,且呈周期性分布特征.高抽巷应布置在剪切裂隙纵向贯通最高位置处,且在开切眼附近高抽巷应向下施工.     

煤巷综掘工作面临时支护装置的研制与应用

基于煤巷综掘临时支护技术的现状,研制了一种新型煤巷综掘临时支护装置,该装置利用永久支护顶板锚杆为悬吊载体,安装在煤巷掘进面空顶区域,提高掘进迎头空顶区顶板支护强度。通过前探梁、吊梁环和护顶金属网等主要构件,实现掘进面临时支护的防滑限位、角度可调、前探支护与护顶挂网同步等功能。现场应用结果表明,该装置井下装拆灵活方便,节省了临时支护时间,提高了支护效率,为综掘巷道迎头空顶区域支护安全和快速掘进提供了设备保障。     

复合顶板松软煤层回采巷道支护技术研究

通过理论分析、数值模拟和现场观测,系统分析了复合顶板巷道围岩变形破坏机理,提出了相应的支护方式。研究结果表明:煤巷两顶角为剪切应力集中区,应及时加强支护;顶板两顶角锚杆、锚索分别向两帮倾斜20°,可有效控制复合顶板煤巷的破坏。     

张集煤矿煤巷矿压显现原因分析及支护对策

根据张集煤矿煤巷的矿压观测数据,分析了不同煤层的矿压显现特点,矿压显现的原因主要是煤巷顶板岩性不稳定、小断层、小构造多及泥岩遇水膨胀等,结合矿压显现具体情况,煤巷支护采取缩小初期巷道断面,采用锚梁网支护,锚索内端安设阻挡圈,缩小U型支护棚间距等技术,确保煤巷服务期间处于较稳定有效的支护状态。     

坚硬顶板群下工作面强矿压显现机理与支护强度确定

采用理论分析、物理相似模拟与工程实践相结合的方法,对坚硬厚层顶板群结构的破断冲击效应进行了分析,得到了工作面采场冲击来压的主要影响因素、来压特征及工作面合理支护强度等.研究表明:多分层坚硬顶板群结构的破断冲击载荷在短时间内会产生剧烈的震荡;工作面来压特征受多分层顶板垮断的动、静载荷联合作用;采场冲击来压强度主要与顶板厚度、岩性及节理弱面有关,对于岩性相近的顶板岩层,厚度越大,对采场的矿压冲击影响也越剧烈,但厚层顶板垮断后的结构对其上覆顶板岩层的冲击载荷强度具有一定的缓冲.以大同矿区坚硬顶板群结构下的煤层开采为例,通过在综放工作面选择应用ZF15000/28/52型高强度支架,保证了首个关键层顶板破断前后的安全开采;同时,采取水压致裂辅助控制上部关键层顶板,有效减缓了工作面强矿压的显现.     

大断面巷道锚索补强支护方案

针对大断面煤巷在采用锚杆支护进行围岩控制时，产生的冒顶、片帮及顶板离层下沉等问题，通过理论分析和关键层理论计算，提出合理的锚索补强支护方案。ANSYS数值模拟结果证明，该锚索补强支护方案对巷道围岩控制是有效的。     

张集煤矿煤巷矿压显现原因分析及支护对策

根据张集煤矿煤巷的矿压观．测数据，分析了不同煤层的矿压显现特点，矿压显现的原因主要是煤巷顶板岩性不稳定、小断层、小构造多及泥岩遏水膨胀等，结合矿压显现具体情况，煤巷支护采取缩小初期巷道断面，采用锚梁网支护，锚索内端安设阻挡圈，缩小U型支护棚间距等技术，确保煤巷服务期间处于较稳定有效的支护状态。     

龙固矿煤巷锚网支护及顶板事故的预防

矿井煤巷锚网支护已得到广泛应用,为防止顶板事的发生,要合理确定锚杆、锚索的支护参数,及时发现事故预兆,加强事故的预防工作。     

锚网锚索支护技术在综掘单进中的应用

介绍了大同煤矿集团有限责任公司晋华宫矿在煤巷掘进中,应用锚网锚索支护技术创出综掘单进历史新高的具体做法、措施和经济效益.     

大倾角伪俯斜工作面下端头支护阻力研究

大倾角走向长壁伪俯斜工作面顶板破断具有不同于真倾斜工作面的时序性和分区性,其顶板垮落充填特征极大影响了下端头支护安全性,需要针对下端头进行支护优化。采用数值计算、物理相似模拟实验、理论分析等综合方法,结合多个大倾角伪俯斜工作面实验与现场经验,分析了大倾角伪俯斜工作面顶板垮落充填规律和下端头顶板结构形成特征,建立了下端头三角板力学模型,提出了端头支架支护阻力计算公式。结果表明：大倾角伪俯斜工作面顶板垮落、滑移、充填交错发生,对采空区下部充填具有不均匀性,基本顶破断呈“U-X-O”动态演化过程,工作面下端头形成梯阶弧形三角板结构,弧形三角板传递至端头支架的载荷呈二次函数曲线分布,得到了下端头无充填时端头支架所需工作阻力计算公式。通过枣泉煤矿大倾角综放开采工程应用,确定了端头支架最小工作阻力为8 091.866 kN,选取ZTHJ11400/15.5/25型横式端头支架,保证了端头顶板结构的动态稳定,减少了端头漏冒事故,取得了良好支护效果。     

特殊条件下巷道锚索支护结构与参数研究

现场采集五家沟矿5#煤层及顶板煤岩试样,实验室测定其力学参数。运用数值模拟方法,研究简式桁架锚索与单体锚索不同组合结构围岩控制效果,得出厚煤顶块裂煤巷简式桁架锚索关键支护参数。结合工程类比法设计5#煤层辅运大巷简式桁架锚索与单体锚索"交错布置"组合支护方案。实测顶底板相对移近量152 mm、两帮移近量125 mm,围岩控制效果良好。     

近距离煤层下回采巷道支护技术

针对近距离煤层群联合开采,上层煤采完后,下层煤巷道支护困难的问题.运用有限差分数值软件FLAC2D,对下层煤巷道在无支护裸巷、常规锚杆(索)支护和桁架锚索支护三种方式下巷道围岩顶板最大下沉量、塑性屈服范围、应力场,进行了数值模拟分析,并进行现场工程验证.结果表明:桁架锚索支护可以有效控制巷道围岩变形,保持巷道稳定.该成果对近距离煤层下回采巷道研究有一定实际价值.     

唐山沟矿煤巷锚杆-锚索支护技术研究

针对唐山沟矿煤巷支护中存在的问题及巷道支护现状,提出了煤巷锚杆、锚索支护设计思路,选择了以数值模拟计算为主、工程类比和理论计算为辅的设计方法,对不同的支护设计方案进行了模拟计算,比较后选定了唐山沟矿煤巷锚杆、锚索支护参数,并提出了切实可行的施工技术要求.     

特厚煤层回采巷道顶板变形特征及控制技术

为了解决特厚煤层回采巷道顶板变形严重、支护困难等问题,通过现场观测和理论分析得出特厚煤层回采巷道变形因素及其特征,并利用FLAC3D数值模拟软件分析了在原支护和高强恒阻让压锚网索联合支护2种护巷方式下巷道围岩变形情况.研究结果表明:含软弱夹层的特厚煤层回采巷道自稳时间短,变形速度快,顶板破碎严重,塑性区破坏范围较大,巷道顶板整体变形明显;高强恒阻让压锚网索支护系统能够适应围岩高应力的特点,遏制顶板过度变形破坏,满足该地质条件下巷道顶板大变形的趋势.工程实践表明,高强恒阻让压锚网索支护时巷道顶板最大下沉量为206 mm,并且现场未出现锚杆(索)破断失效的情况,支护结构能够满足巷道顶板变形特征,保障综放工作面的安全高效生产.研究结果可为类似条件下的巷道顶板控制提供参考.     

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.