复合顶板巷道围岩变形与破坏特征数值模拟

为了研究复合顶板巷道围岩变形及破坏规律,结合镇城底矿工程实际,应用RFPA分别模拟了一般顶板巷道和复合顶板巷道开挖后围岩的动态变化过程,得出了复合顶板条件下巷道围岩变形和破坏的特征,从而为该矿巷道的支护设计提供科学依据.     

再生顶板下巷道布置及支护离散元模拟

为确定再生顶板下巷道掘进合理位置及支护形式,考虑再生顶板的形成过程及特点,以UDEC数值模拟为主要研究手段,采用voronoi块体划分方法,建立了再生顶板下巷道布置及支护模型,分别对再生顶板下不同位置、不同留顶厚度及不同支护形式下的巷道开挖进行了模拟.结果表明:再生顶板下巷道顶板中的垂直应力一般小于原岩垂直应力,平均为原岩垂直应力的0.6倍;再生顶板下巷道布置宜选用内错布置,内错距离为3~6 m;巷道合理留顶厚度为0.8 m以上;巷道支护形式宜采用锚杆与架棚及喷浆联合支护,必要时可进行超前注浆加固.     

活鸡兔煤矿顶板稳定性分析与支护方案设计

为精细化研究活鸡兔煤矿2-2煤层顶板岩层稳定性并提出针对性的支护方案,采用理论分析、现场探测、数值模拟等方法对活鸡兔2-2煤层范围内岩层顶板稳定性进行了分析与计算。结果表明：活鸡兔2-2煤层巷道以Ⅰ类顶板为主,局部区域出现Ⅱ类和Ⅲ类顶板;巷道顶板整体完整性好,局部小裂隙发育;工作面回采扰动对Ⅰ类顶板巷道稳定性影响较小,对Ⅲ类顶板巷道存在有限影响。据此提出了活鸡兔2-2煤层Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类顶板条件下巷道支护方案并进行了现场试验,结果表明所提出方案能有效地维护巷道顶板稳定。     

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.     

极破碎顶板条件下的巷道支护技术研究与实践

对于极其破碎顶板巷道,在锚网支护等主动支护方式无法有效使用的条件下,通过超前顶板化学浆加固,将顶板碎块粘结成一个整体,然后穿锚杆等方法控制空顶区顶板冒落,再用U型钢可缩性支架及工字钢架棚支护巷道,从而实现极其破碎顶板条件下的巷道安全掘进。     

薄煤层上行开采顶板巷道活动规律及支护

小河嘴煤矿2016(24)工作面为201采区24煤层首采面,24煤层厚度为0.3~0.75 m,厚度不稳定,瓦斯含量高,顶板为坚硬的中粒砂岩,在开采时伴有淋水,工作面顶板管理较为困难,月推进度仅为8~30 m,长期达不到设计产量,针对以上诸多问题,矿对上行开采进行了可行性研究,确定对顶板巷道的采用"锚杆+锚索+金属网+钢筋梯"的组合支护方式进行了支护。实践表明:上行开采顶板巷道活动可分为起始活动区、强烈活动期和活动衰退期;加强支护后两帮移近量明显减少,顶底板移近量减少不明显,说明巷道顶底板变形以底板变形为主,在锚网索联合支护作用下,使巷道顶板压力向巷道两侧深部转移,降低了两帮压力,利于巷道两帮稳定。上行开采顶板巷道不同支护区顶板绝对位移量不大,与煤层下沉量相接近,说明上行开采巷道顶板位移较为准确的反映了顶板覆岩的活动情况。     

深部高应力巷道的非对称大变形

针对深部巷道尤其是倾斜岩层中的巷道围岩大变形问题,根据和分解有限变形力学理论,采用深部工程软岩大变形力学设计与分析系统(LDEAS)对旗山-1000 m 水平北翼轨道联络大巷的开挖过程进行了数值模拟.结果表明,倾斜岩层中巷道出现底板臌起、两帮缩进,顶板出现大面积的下沉;底板臌起、两帮缩进量的最大值和顶板的最大下沉量均随着巷道底板下岩层弹性模量的降低而呈增大的趋势.和分解增量法分析模型下巷道顶板的最大下沉量要小于两帮的最大收缩量,但是极分解增量法分析模型下巷道顶板的最大下沉量却大于两帮的最大收缩量.     

改进Verhulst模型与灰色效果测度的软岩巷道顶板破坏规律分析

为了对软岩巷道顶板的位移进行有效预测,防止因顶板位移过大而使得巷道破坏带来损失,利用改进Verhulst模型与灰色效果测度理论对软岩巷道顶板破坏规律进行分析。利用位移监测手段对矿山部分巷道顶板位移进行监测,利用预测精度更高的改进Verhulst模型对检测结果进行分析,得到巷道顶板的最终位移,并判断巷道破坏情况。对影响巷道顶板位移的顶板地应力、围岩质量、巷道跨度以及支护方式等因素灰色效果进行综合测量,将测度值与巷道破坏情况相结合,得到矿山各巷道顶板的宏观稳定性评价结果。研究结果表明:当灰色预测效果测度值在0～0.705 1之间时,巷道是比较稳固的,为巷道进行二次支护提供了依据。     

如何预防巷道顶板事故的发生

为了保证煤矿的安全生产和矿工的人身安全,文章主要论述了巷道顶板事故的种类、巷道顶板的事故种类上来分析巷道顶板事故的成因,并针对以上的种类及成因制定的巷道顶板事故的防治措施。     

旧街矿近距离煤层采空区下工作面掘进巷道支护研究

旧街煤矿8、9煤层为近距离煤层,9101工作面位于上部8煤层工作面采空区下,煤层层间距仅为0.3~3 m,上煤层开采造成开采范围内的层间岩层(上煤层顶板,也是下煤层的顶板)变形破坏、裂隙发育,自稳性和完整性损失严重,下煤层工作面巷道顶板锚网支护无法起到应有作用,部分区域顶板甚至无法实施锚杆支护。该文根据近距离煤层9101工作面实际地质和开采条件,选取"架棚和帮部锚网"联合支护作为采空区下掘进巷道支护方式,并确定了支护参数,通过现场实施和优化,保证了掘进巷道的良好支护,巷道得以正常掘进。     

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。     

极近距离煤层采空区下巷道支护技术研究

针对极近距离(薄夹矸)煤层开采,下煤层巷道顶板破碎难支护的问题,以南屯煤矿93下12工作面地质条件为背景,通过理论分析,研究了采空区薄夹矸下巷道桁架锚杆支护方式,得到了满足巷道支护要求的桁架锚杆支护系统参数;运用FLAC3D数值模拟,建立不同预应力桁架锚杆及普通锚杆支护模型,对比分析了桁架锚杆支护系统预应力的合理值及其支护效果。研究结果表明,当桁架锚杆支护系统预应力增至4t后,薄夹矸破碎巷道顶板下沉量趋于稳定,最大下沉量仅32mm,明显小于普通的锚杆、锚索支护方式。因此,高预应力桁架锚杆支护可有效控制破碎薄夹矸巷道顶板的失稳变形,提高顶板岩层的稳定性。     

永明煤矿5104工作面回采巷道支护可靠性研究

永明煤矿5104工作面属于典型的薄煤层开采。为了评价现有回采巷道支护方案的安全可靠性,制定了针对性的巷道矿压监测方案。矿压观测结果显示:巷道围岩变形量小,巷道断面收缩率平均仅0.78%;顶板锚杆测力计最大读数为5 MPa,两帮锚杆测力计最大读数为8 MPa,小于顶板和两帮锚杆设计锚固力。从巷道监测数据分析,巷道两帮和顶板在超前支承压力的作用下没有明显的破坏和塑性变形,现有的支护方案安全可靠,能够达到控制变形与破坏的目的。     

井下巷道掘进时的顶板管理研究

在进行井下巷道的掘进作业时,顶板管理是非常重要和关键问题,如果顶板冒落会导致巷道的堵塞,甚至会引起瓦斯的超限,严重影响掘进巷道的速度。所以,在井下掘进巷道时必须要加强对顶板的管理,同时,由于地质的差异,在进行顶板管理时要针对不同情况采取相应的管理措施。本文主要介绍了井下巷道掘进顶板管理的必要性。     

近距离采空区下大断面巷道顶板稳定分析

近距离采空区下大断面巷道顶板受煤层开采和巷道掘进两次采掘扰动,为研究两次扰动对巷道顶板稳定性的影响,以任楼煤矿Ⅱ8224切眼巷道为工程背景,利用理论分析、数值模拟及现场实测的方法,对采空区卸荷影响深度和巷道采掘扰动特征进行分析。结果表明：采空区卸荷影响深度的理论计算结果、数值模拟计算结果与钻取岩芯分析结果三者一致,受卸荷影响范围内的岩层会向上隆起;采空区下大断面巷道顶板的下沉时间为14d,最大下沉速度仅为15 mm/d。得出结论：采空区卸荷对煤层底板的扰动破坏影响深度为5.2 m;受采空区卸荷影响,巷道顶板下沉时间、下沉速度和下沉量较小。     

大倾角薄煤层切顶成巷无煤柱开采技术

沿空留巷技术是实现无煤柱开采的主要技术措施之一,是实现减少掘进成本,提高资源回收率,缓解采掘接替紧张的关键技术。为解决我公司柏林煤矿045采区各区段回采巷道取消区段煤柱,实现无煤柱开采,实现沿空护巷,减少巷道顶板压力、变形严重、二次维修等技术难题,在该面试验采用深孔预裂爆破切顶技术。通过该技术实现改变巷道顶板与采场顶板作为整体岩梁结构在运动上的连续性,弱化顶板岩梁活动压力对沿空巷道顶板压力的传递作用,在采场顶板周期来压作用下,采空区顶板沿着预裂面在巷旁切落,切落的矸石则隔断老塘并支撑上位移动岩层,达到减小沿空巷道围岩压力的目的,实现巷道稳定。留巷后,巷道断面能够满足通风、行人和设备安装运输,取得了良好的经济效益。     

复合顶板回采巷道灾后的垮塌状态

在阐述灾后回采巷道垮塌对安全快速救援具有重要影响的基础上,结合矿压相关理论,分析了复合顶板回采巷道在锚杆悬吊原理和组合原理下的垮塌状态,分别推导出了垮空区高度计算公式以及巷道垮塌后能够造成巷道堵塞的条件,并依据不同的复合顶板条件,从利于灾后救援的角度出发,对回采巷道支护提出了相应工程建议。当复合顶板岩层分层累积厚度较小时,宜采用锚杆+金属网联合支护;当复合顶板岩层分层累积厚度较大时,则宜采用锚杆+锚索+金属网联合支护,并兼顾利用锚杆的组合作用、锚索的悬吊作用以及金属网的挡护作用。该研究对救援过程中预判巷道垮塌对救援的影响,制定相应处理方案,以及提高巷道围岩控制质量和抗灾能力,均具有重要的参考价值。     

坚硬顶板下近距离薄煤层回采巷道布置及开采实践研究

通过分析坚硬顶板下近距离薄煤层在掘进期间使用的支护方式和开采期间的顶板宏观观察、矿压分析、顶板管理及事故教训,最终从施工方法、上覆岩性、煤柱集中压力与岩石滑动影响角及顶底板应力分布等方面分析了近距离煤层回采巷道布置上的相互依存关系,提出了巷道布置的合理途径;并提出了关于近距离煤层掘进工艺、支护和工作面开采期间有效矿压控制、顶板管理的一些方法措施,为今后近距离薄煤层掘进巷道布置和开采实践提供科学合理的指导。     

近距离煤层复合顶板支护技术探讨

本文针对近距离煤层复合型顶板条件下,围岩易变形冒落特征,采用工程类比和理论计算的方法,将支护的形式设计为锚带支护,突出了让压承载,有效地控制了顶板,保证了近距离煤层复合型顶板条件下巷道的安全使用。     

近距离煤层巷道煤岩结构窥视与支护方案选择

本文通过对中煤唐山沟煤业公司近距离煤层下煤层工作面回采巷道煤岩结构窥视分析研究,确定了下分层回采巷道的支护方案,成功的维护住了巷道顶板。这对极近、近距离煤层下煤层工作面回采巷道合理支护方法的确定具有一定的参考价值和借鉴作用。