王洼矿巷道围岩特征的实验研究

为了研究王洼煤矿围岩变形原因,调研分析了该矿煤层开采深度,围岩变形情况。进行了围岩特征的力学实验,煤层顶底板均为泥岩,岩体强度低、有明显的节理和裂隙,煤层内生裂隙和构造裂隙都发育,一般锚固长度支护的有效性差。研究表明,巷道围岩结构属破碎软岩,围岩成分属于较膨胀软岩至膨胀软岩,底板属于极软弱底板,现有锚网支护条件下围岩不能保持平衡,难进入稳定状态,满足不了该条件下的围岩变形。研究结论对该矿巷道支护设计和参数选择具有一定的指导作用。     

金川不良岩体分类及其巷道支护研究

根据岩组类型、岩体结构类型及其工程地质特征，给出了按稳定性划分的金川矿区工程岩体分类表，不良岩层为其中不稳定和极不稳定两类；分析认为，金川不良岩层具有岩体单块强度高等四个特点，不良岩层巷道围岩变形具有围岩变形量大和流变变形显著两个显著特点，据此给出了三条支护设计原则；根据在金川二矿区进行不良岩层支护试验的实践经验和金川不良岩层巷道支护原则，给出了适用于各类不良岩层巷道的支护设计方案。     

动压软岩巷道钢管混凝土支架支护围岩稳定性分析

 南山矿-225机道距离18煤工作面底板的距离小于5.8m,受回采动压影响明显,采用了高强度钢管混凝土支架进行巷道支护,高强度钢管混凝土支架的主体钢管为Φ159mm×8mm的无缝钢管,内部充填混凝土采用C40强度标准,通过理论计算可得钢管混凝土支架的极限承载能力为1894.3kN,并结合FLAC^3D数值模拟和现场监测分析18煤工作面回采对-225机道表面位移和围岩应力状态的影响.研究结果表明,距离工作面30m的范围内围岩受18煤工作面回采动压影响明显,最大垂向应力为27.4—42.9MPa,应力集中系数为2.27—3.57;钢管混凝土支架支护下动压巷道-225机道表面位移小于20mm,满足现场巷道围岩稳定性要求.     

加固顶板和两帮控制回采巷道底臌研究

回采巷道围岩是由顶板、两帮和底板共同组成的复合结构体,各部位的岩体强度、应力状态及变形破坏等特性方面的差异显著,尤其受采动影响后,巷道围岩各部位变形发展不均匀性显著,往往造成巷道围岩产生结构性失稳破坏。为提高巷道围岩的结构稳定性,通过理论分析和数值模拟分析了提高顶板和两帮强度对底板岩层稳定性的影响。研究结果表明:加固顶板减小了顶板挠曲位移量,同时可以促使围岩应力向深部围岩转移,降低了底板岩层的应力集中程度,有利于控制底板变形;加固两帮可以提高巷道两帮围岩强度,促使应力向两帮转移,有利于减小发生底鼓的底板岩层宽度和两帮移近量,从而减小底板的挠曲效应和压曲效应。分析结果还表明,加强两帮对于减小底鼓量的效果更为明显。在上述分析的基础上,进行了加固顶板和两帮控制巷道底鼓支护技术的现场工业性试验,试验结果表明加固顶板和两帮可有效地控制巷道底鼓。     

近距离煤层回采巷道底臌机理与防治技术研究

为探究近距离煤层回采巷道底臌机理与防治技术,以回坡底煤矿1021巷为工程背景,通过力学分析、数值模拟等研究方法,对巷道底板应力场、速度场、最大破坏深度进行研究;对底板铝质泥岩建立力学模型,探究影响压曲临界应力的因素,分析线性荷载系数λ与底臌形态的关系;采用试验法对底板岩样的崩解性、膨胀软化特征进行分析.研究结果表明:巷...     

“装配式”评价方法在深部巷道支护中的应用

基于对围岩应力和结构特征的分析,提出了以坚固性系数为基础的巷道围岩＂装配＂结构的观点,并提出了用长期坚固性系数f（f=普式系数＊折减系数）表达的顶板、底板、左帮和右帮的＂结构装配式＂围岩分类方法。在此基础上,根据不同围岩结构和稳定性,提出了相应的＂围岩结构-稳定性-巷道支护方案＂确定方法。     

深井沿空掘巷底臌机理研究

分析了国内外回采巷道底臌力学原理及控制技术方面的研究成果。传统的底臌控制研究均围绕巷道底板进行,难以从根本上解决回采巷道底臌控制问题。通过现场试验及理论分析认为,回采巷道底臌的主要影响因素是工作面超前支承压力,回采巷道底臌主要来自底板破碎岩层的峰后变形,而顶板、两帮的变形对底臌亦产生重要影响,因此,回采巷道的底臌控制与巷道围岩整体稳定性有关,在提高巷道围岩整体稳定性的同时,加固帮、角可较好地控制回采巷道的底臌。     

回采巷道底臌力学原理及控制研究新进展

分析了国内外回采巷道底臌力学原理及控制技术方面的研究成果.传统的底臌控制研究均围绕巷道底板进行,难以从根本上解决回采巷道底臌控制问题.通过现场试验及理论分析认为,回采巷道底臌的主要影响因素是工作面超前支承压力,回采巷道底臌主要来自底板破碎岩层的峰后变形,而顶板、两帮的变形对底臌亦产生重要影响,因此,回采巷道的底臌控制与巷道围岩整体稳定性有关,在提高巷道围岩整体稳定性的同时,加固帮、角可较好地控制回采巷道的底臌.参47.     

大倾角煤层回采巷道断面适应性

基于大倾角煤层回采巷道围岩应力显现规律,采用数值分析方法对不同类型断面巷道的围岩塑性区及应力非对称分布特征进行研究,并建立异形断面巷道围岩破坏力学模型,确定其合理的支护方式.结果表明,大倾角煤层回采巷道围岩塑性区沿煤层倾斜方向演化,顶底板破坏深度大于两帮,且两帮破坏程度差异大;巷道断面形状不同,导致巷道围岩应力集中程度、塑性区及变形量等有很大差异;拱形巷道围岩变形适应性好,异形巷道两侧的顶角煤易发生剪切破坏,但考虑回采巷道掘进、设备运行及服务年限等需求,常用异形巷道;采用"锚网+钢带+锚索"的支护形式,加强异形巷道顶板帮及坡顶煤的支护,满足支护阻力大于F1和F2,可明显减少巷道围岩变形,保持巷道的稳定性.     

锚网支护在近距离煤层开采中的研究与应用

通过对近距离煤层开采时,上层煤采后煤层顶底板移动规律及影响范围进行分析,提出下层煤开采时,在保护煤柱边缘附近布置巷道,应采用内错式布置,该种布置方式使巷道承受压力大为减小,采用锚杆、网片及配套锚索可有效支护巷道顶板,能将下层煤开采时的回采巷道变形控制在允许变形范围内,支护难度降低,支护成本及巷道维护费用也大大降低。同时针对下层煤回采时,巷道围岩受二次采动影响,变形加剧,提出了加强超前支护距离及提高超前支护强度等方法,有效的控制了巷道顶底板变形,保证了巷道正常使用。     

胡家河矿回采巷道变形及超前应力分布规律

受综放工作面开采影响,回采巷道的围岩变形破坏规律与超前支承应力影响范围既是巷道支护设计与优化的重要参考,又是矿井冲击地压防治与预测的前提。以彬长矿区胡家河煤矿402102综放工作面泄水巷为工程背景,采用理论分析、数值模拟与现场实测相结合的方法,分析煤层巷道受开采扰动影响造成的围岩变形破坏情况,揭示回采巷道超前支承应力峰值影响范围及超前支承应力影响范围。结果表明：泄水巷超前采动影响范围为工作面前方90 m范围内,且高层位岩层的位移要大于低层位岩层的位移;在一次采动影响阶段,泄水巷顶底板塑性区范围为1.25 m,两帮塑性区范围为1.0 m;泄水巷超前支承应力峰值影响范围实测值10 m,理论值11.4 m,模拟值12 m;泄水巷超前支承应力影响整体范围实测值100 m,理论值103.03 m,模拟值108 m。研究结果验证了理论模型的准确性与数值模拟方法的可靠性,为矿井同等地质条件放顶煤工作面的回采巷道支护优化、冲击地压防治提供重要参考。     

新疆淖毛湖煤田东部煤层顶底板及围岩稳定性综合评述

区内煤层顶底板及围岩的稳定性划分为稳固性差类型。各煤层的顶板及底板,多为粉细砂岩,伪顶底多为泥岩或炭质泥岩,以上部位的岩石的饱和抗压强度一般小于30MPa;而软化系数多小于0.3,总体强度优于不稳固型。     

巷道底板泥化机理与加固措施

针对掘进巷道底板存在的泥化问题,依靠X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）等实验分析了泥岩的矿物成分、有机质作用,对泥岩泥化作用机理及影响因素进行了研究,得出了泥岩的黏土矿物成分主要是由伊/蒙混层、伊利石、蒙脱石、高岭石和绿泥石等组成,泥岩中的有机质加剧了泥化趋势,巷道积水、裂隙水、层间水、结构水等降低了泥岩的强度,泥岩的泥化是水、裂隙、动载荷、有机质等共同作用的结果,最后提出了泥岩巷道泥化治理的措施.     

大跨度含夹层软岩巷道支护技术研究

以屯兰煤矿12501工作面回采巷道为工程背景,运用实验室试验、现场实测及数值模拟的方法,研究了巷道顶板岩性及掘巷期间围岩变形规律,并对比分析"锚杆+锚索"和"锚杆+长锚杆"支护条件下巷道围岩应力场及塑性区的特点.研究结果表明:大跨度含夹层软岩巷道顶板岩层岩性和强度较弱,巷道围岩在掘进期间顶底板变形量明显大于两帮移近量,"锚杆+长锚杆"联合支护可以取得明显的维护效果.     

极软弱地层井巷工程建设关键技术研究

由于中国西部地区特殊的成岩环境和沉积过程,在西部矿区广泛分布着中生代侏罗系、白垩系极弱胶结地层,具有成岩时间晚、胶结差、强度低、易风化、遇水泥化崩解的特点,是一类特殊软岩;巷道围岩自稳能力差、自稳时间短,开挖后易出现大变形、强底臌、冒顶等工程灾害,严重影响了矿井建设与安全高效生产。针对蒙东五间房矿区特殊的工程与地质条件,综合运用极软岩物理力学性质试验、巷道围岩松动圈测试、理论分析、数值模拟计算、矿压监测及工程实践等技术手段,提出了极软弱地层斜井井筒、开拓与回采巷道支护对策及施工措施,并成功指导工程实践,保证了斜井井筒与巷道的施工安全及围岩的稳定;基于回采巷道断面形状的优化分析与锚固平衡拱理论,提出了应用切圆拱形断面与双层锚固平衡拱结构,保证了回采巷道围岩与支护结构的长期稳定及安全,取得良好的经济技术效益。系统总结了极软弱地层井巷工程建设关键技术,较好地解决了极软弱地层中斜井井筒与巷道围岩稳定控制的难题。     

孙疃矿南大巷深井复合顶板锚杆支护技术研究

随着煤矿开采深度的增加,煤炭赋存条件复杂,巷道压力显现日趋激烈,相当一部分巷道布置在岩石松软、变形剧烈的岩体、煤体或半煤岩体中,深井巷道＂失稳＂普遍存在,采用合理的软岩支护形式与支护参数保证深井巷道稳定已经成为煤炭开采是否能正常顺利进行的关键问题。孙疃矿南大巷为基本开拓巷道,受地质构造影响,围岩主要以煤线、泥岩、粉砂岩等为主,其顶板为典型离层型顶板。目前复合顶板特别是高地应力作用下的锚杆支护技术一直是一个未能很好解决的难题,由于复合顶板巷道围岩为差异性很大的非均质层状赋存,采动后或因岩石强度低,或因分层薄,其挠度比上部岩层大,向下弯曲,而上、下部岩层间又没有多大的粘结力,在围岩应力作用下表现为顶板极易离层、冒落,难以形成承载结构,强烈的两帮移近、片帮及整体下沉,导致复合顶板下沉而离层破坏。该类回采巷道若采用传统支护方式如工字钢支架、U型钢可缩支架支护时不仅在掘进期间围岩变形剧烈,而且在掘后较长时间内也难以趋于稳定、变形量大,在服务期间需多次返修,巷道维护极为困难。     

近距离煤层下行跨煤柱开采巷道的合理布局

为了探究遗留区段煤柱对下伏回采巷道布局的影响，以煤峪口矿为工程背景，通过最大主应力集中系数判别底板应力增高区，采用理论解析、编程计算、数值模拟的方法，研究了不同开采阶段底板应力增高区的演化特征.结果表明：区段煤柱宽度、埋深、煤柱边缘至峰值区的距离及其垂直应力峰值控制着应力增高区的发育，采空区应力恢复特征对应力增高区的影响可以忽略；对比各模拟方案中煤柱-巷道错距与应力增高区对下煤层的影响范围峰值，并结合采空区应力逐渐恢复及工作面矿压显现的区域化特征，认为煤柱-巷道错距10～15 m为优选区间.选择12 m错距进行工业试验，取得了良好效果.     

湿度场下矩形巷道围岩破坏规律的数值研究

为探究高湿度环境对矩形巷道破坏过程的影响,利用湿度-应力-损伤耦合模型,采用岩石破裂过程分析软件湿度版,建立3种层状岩层煤巷数值模型及3种开采方式的煤-岩巷道数值模型,再现湿度场下矩形巷道围岩破坏过程,分析湿度场下巷道变形随时间变化的特点。结果表明:湿度对矩形巷道的变形和破坏有显著影响。煤巷的破坏裂纹首先在两帮的煤层中萌生,进而扩展到强度较低的顶板或者底板,最终扩展到强度较高的岩层中;煤-岩巷道顶板的变形量与煤层的相对位置有关,虽然破坏同样先出现在煤层中,但是与煤巷不同的是,裂纹向距离煤层近的顶板或底板扩展。     

未确知均值分级方法及在回采巷道围岩分类中的应用

为将未确知数学理论应用到回采巷道围岩分类问题中,提出了未确知均值分级方法,建立回采巷道围岩分类的未确知均值分级模型.从巷道地压显现的特点及支护的难易程度两方面选取了6个主要影响因素,如巷道埋深、跨度、直接顶与煤层厚度的比值、围岩强度、围岩节理发育程度,松动圈大小作为判别指标,利用30组巷道围岩实测数据建立回采巷道围岩分类的未确知均值分级分析模型.应用该模型对平顶山矿区4条回采巷道围岩进行了分类预测.结果表明,预测类别与实际类别相吻合,这说明用该模型研究巷道围岩类别具有良好的实用性和有效性.该方法可为回采巷道围岩的分类提供一种新思路.     

岩性弱结构巷道顶底板弱结构体破坏失稳分析

根据岩性弱结构巷道的层状岩体结构特征，分析了项、底板弱结构体岩层的破坏类型及特征，以及离层与挠曲型项、底板和剪切破坏性项板的稳定性，对岩性弱结构巷道围岩的控制具有一定的参考价值。