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泥岩顶板大断面开切眼支护技术优化实践

煤炭与化工 2023年第7期46卷 30-33页

作者：刘威河南省正龙煤业有限公司城郊煤矿河南永城476600

为减少城郊煤矿二2煤层开切眼围岩的变形,保证设备的正常安装,开展了原切巷支护方案的优化研究。研究表明,二2煤层及直接顶板强度低以及开切眼的跨度大、部分区域顶板淋水是造成支护效果不理想的主要原因。采用FLAC3D数值模拟对不同支... 详细信息

为减少城郊煤矿二2煤层开切眼围岩的变形,保证设备的正常安装,开展了原切巷支护方案的优化研究。研究表明,二2煤层及直接顶板强度低以及开切眼的跨度大、部分区域顶板淋水是造成支护效果不理想的主要原因。采用FLAC3D数值模拟对不同支护方案下的巷道塑性区深度进行了定性分析,确定了锚索长度为10 m,顶锚杆数量为10根/排,长度为2500 mm。现场应用表明,采用优化后的支护方案,巷道变形时间短,最大顶板下沉为43 mm,两帮移近量为21 mm。

关键词：泥岩顶板开切眼数值模拟塑性区

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大厚度泥岩顶板煤巷破坏机制及控制对策研究

岩石力学与工程学报 2011年第1期30卷 58-67页

作者：杨永康季春旭康天合柴肇云太原理工大学采矿工艺研究所山西太原030024 中国建筑材料工业地质勘查中心山西总队山西太原030031

针对煤巷上方大厚度泥岩顶板在开挖支护后所表现的破坏现象,通过现场观察、室内试验、数值试验、相似模拟试验及理论分析,对其变形破坏机制及控制对策进行系统研究,动态分析围岩的变形和破坏过程,研究不同支护情况下巷道变形规律、破坏... 详细信息

针对煤巷上方大厚度泥岩顶板在开挖支护后所表现的破坏现象,通过现场观察、室内试验、数值试验、相似模拟试验及理论分析,对其变形破坏机制及控制对策进行系统研究,动态分析围岩的变形和破坏过程,研究不同支护情况下巷道变形规律、破坏机制、应力分布及不同支护手段的加固效果。得出如下结论:(1)泥岩风化崩解、碎裂扩容与应力调整过程中的高应力拉伸与剪切共同促使泥岩顶板破裂、离层和破碎的发生;(2)原支护缺乏对围岩性质的准确判断导致巷道破坏与支护失效;(3)大厚度泥岩顶板煤巷支护的原则:及时封闭围岩、提高下位岩层刚度、布置斜向锚索;(4)根据地质力学与环境条件,通过断面优化及支护参数优化能够有效避免大厚度泥岩顶板煤巷的多次翻修,实现一次支护的长期稳定。研究成果在棋盘井矿区获得全面应用,对类似条件工程的支护技术具有一定的理论意义和实用价值。

关键词：岩石力学泥岩顶板破坏过程破坏机制

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高应力泥岩顶板巷道围岩失稳特征及控制分析

采矿与安全工程学报 2017年第3期34卷 519-526页

作者：辛亚军穆利斌河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作454000 煤炭安全生产河南省协同创新中心河南焦作454000 河南焦煤能源有限公司古汉山矿河南焦作454300

通过对高应力泥岩顶板回采巷道破坏特征、力学变形机制及失稳原因分析,建立了回采巷道锚杆-锚索支护区变形协调方程,提出了高应力泥岩顶板回采巷道围岩控制关键技术,确定了预留断面高强预应力锚杆-锚索协调变形支护方案,并对设计方案进... 详细信息

通过对高应力泥岩顶板回采巷道破坏特征、力学变形机制及失稳原因分析,建立了回采巷道锚杆-锚索支护区变形协调方程,提出了高应力泥岩顶板回采巷道围岩控制关键技术,确定了预留断面高强预应力锚杆-锚索协调变形支护方案,并对设计方案进行了数值计算与工业性试验。结果表明:高应力泥岩顶板巷道表现为顶板破碎严重及离层量大、两帮呈非对称收敛变形与底鼓量大的特征;高应力及泥岩顶板软弱围岩是巷道围岩产生破坏的内在原因,锚杆-锚索支护强度过低及锚杆-锚索支护区非协调变形则是巷道围岩破坏失稳的外在原因;古汉山矿13051回采巷道围岩为高应力-节理化-膨胀性复合型(HJS)软岩,为Ⅰ_(AB)Ⅱ_(AB)Ⅲ_(ABD)复合型力学变形机制,采用设计支护方案后,巷道围岩变形能利于释放,围岩压力减小,锚杆-锚索受力均匀,巷道围岩变形保持在可控范围内,预留断面高强预应力锚杆-锚索协调变形支护利于巷道围岩稳定。

关键词：高应力泥岩顶板回采巷道锚杆-锚索协调变形方程稳定性

新景煤矿特厚泥岩顶板巷道变形特征及控制技术

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煤炭与化工 2022年第8期45卷 33-35,38页

作者：马海红华阳新景公司山西阳泉045000

针对新景煤矿特厚泥岩顶板条件下8128进风巷变形破坏的问题,采用现场观测及试验分析等方法对巷道顶板破坏特征进行分析,并对支护参数进行了优化。现场实践结果表明,采用优化支护方案后,巷道在掘进期间的顶板最大下沉量为111.3 mm,两帮... 详细信息

针对新景煤矿特厚泥岩顶板条件下8128进风巷变形破坏的问题,采用现场观测及试验分析等方法对巷道顶板破坏特征进行分析,并对支护参数进行了优化。现场实践结果表明,采用优化支护方案后,巷道在掘进期间的顶板最大下沉量为111.3 mm,两帮最大移进量为72.8 mm,在回采期间顶板的最大下沉量为374 mm,两帮最大移进量为248 mm,围岩整体变形量较小,满足矿井安全生产需求。

关键词：泥岩顶板巷道变形围岩控制

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泥岩顶板大跨度开切眼围岩控制及支护技术

煤炭科学技术 2014年第S1期42卷 10-12页

作者：张有为张理生山东能源新矿集团公司生产技术部山东新泰271220 新矿内蒙古能源有限责任公司内蒙古鄂尔多斯016299

针对福城煤矿1302南工作面开切眼跨度大,顶板厚层泥岩破碎范围大、破坏程度严重,巷道维护困难的问题,提出了厚层不稳定泥岩顶板条件下,大跨度开切眼围岩内外承载结构控制原理,形成了高强锚杆、高锚固点及高承载结构的"三高"支护技术,确... 详细信息

针对福城煤矿1302南工作面开切眼跨度大,顶板厚层泥岩破碎范围大、破坏程度严重,巷道维护困难的问题,提出了厚层不稳定泥岩顶板条件下,大跨度开切眼围岩内外承载结构控制原理,形成了高强锚杆、高锚固点及高承载结构的"三高"支护技术,确定了以高强度长锚杆、加厚W钢带、钢筋网、高预应力长锚索梁及单体支柱的联合支护形式,确定该开切眼采用长3.0 m、单轴抗拉强度600MPa的高强度锚杆,配合6.2 m长锚索配双页加厚W钢带支护顶板。结果表明:支护参数优化后巷道两帮最大移近量400 mm,顶板最大下沉量160 mm,底鼓量50 mm,巷道基本保持稳定。

关键词：泥岩顶板大跨度承载结构高强锚杆高锚固点

泥岩顶板巷道失稳特性及“三顶二区三支护”控制体系建立

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煤矿安全 2011年第4期42卷 38-41页

作者：孙增飞高青松中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221008 阳泉煤业集团五矿山西阳泉045200

泥岩顶板巷道围岩力学性质差、裂隙发育,且遇水或失水后,巷道变形破坏严重,极易发生冒顶事故。针对某煤矿的工程实践,对顶板进行分类,通过钻孔窥视等手段对顶板围岩裂隙演化规律和破裂特征进行研究,得到泥岩顶板失稳机理并提出了其控制... 详细信息

泥岩顶板巷道围岩力学性质差、裂隙发育,且遇水或失水后,巷道变形破坏严重,极易发生冒顶事故。针对某煤矿的工程实践,对顶板进行分类,通过钻孔窥视等手段对顶板围岩裂隙演化规律和破裂特征进行研究,得到泥岩顶板失稳机理并提出了其控制技术体系:掘前探测围岩状况,掘后采用"三顶二区三支护"控制技术,应用锚杆、锚索和注浆对巷道实行分顶分区控制。现场工业性试验表明:采用该控制体系后,巷道维护较好,能满足生产需求,为类似条件下巷道围岩控制提供了参考。

关键词：泥岩顶板裂隙演化失稳特点围岩控制

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泥岩顶板巷道裂隙演化规律及控制的应用研究

煤炭工程 2010年第9期42卷 66-69页

作者：柏立田张兴阳徐钧煤炭工业合肥设计研究院安徽合肥230041

在煤矿生产中,泥岩顶板巷道围岩力学性质差、裂隙发育,且遇水或失水后,巷道变形破坏严重,极易发生冒顶事故,给矿井的安全生产带来隐患。文章针对某矿首采3212工作面的运输巷和回风巷的具体条件,对巷道维护状况进行现场调研,指出围岩力... 详细信息

在煤矿生产中,泥岩顶板巷道围岩力学性质差、裂隙发育,且遇水或失水后,巷道变形破坏严重,极易发生冒顶事故,给矿井的安全生产带来隐患。文章针对某矿首采3212工作面的运输巷和回风巷的具体条件,对巷道维护状况进行现场调研,指出围岩力学性质差、顶板存在含水层、地质构造异常和支护不合理是巷道失稳的主要原因;通过钻孔窥视的研究手段得出巷道顶板围岩裂隙演化具有非均匀性和阶段性。提出了通过高预紧力高性能锚杆抑制围岩初期的松散扩容,进而通过锚索和注浆加固提高围岩的自稳能力,减弱松散扩容变形的扩展和结构变形的程度,确保巷道稳定。现场实践表明,采用该技术后,围岩变形在允许范围内,能满足正常的生产需求。

关键词：泥岩顶板裂隙演化控制

巷道泥岩顶板发育区高效快速掘进地质保障技术

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煤炭科学技术 2021年第S2期49卷 230-234页

作者：刘小雄张顺国能神东煤炭集团有限责任公司生产管理部陕西神木719000 国能神东煤炭集团有限责任公司补连塔煤矿内蒙古鄂尔多斯017209

如何实现巷道泥岩顶板区域的高效快速掘进是关系矿井工作面能否快速投产的关键,泥岩顶板发育区巷道连续采煤机掘进系统的快速掘进、支护、平行作业等正常的掘进工艺受到严重的制约。为解决这一问题,首先从地质的角度入手、结合地面煤层... 详细信息

如何实现巷道泥岩顶板区域的高效快速掘进是关系矿井工作面能否快速投产的关键,泥岩顶板发育区巷道连续采煤机掘进系统的快速掘进、支护、平行作业等正常的掘进工艺受到严重的制约。为解决这一问题,首先从地质的角度入手、结合地面煤层顶板露头研究、地面地质补充勘探钻孔岩心精细描述、井下巷道素描、顶板探查钻孔的岩屑描述以及岩石力学参数测试分析等技术手段获取基础的地质资料,之后结合巷道掘进、顶板支护管理等工程实践探索出适合于榆家梁煤矿顶板泥岩发育区巷道的高效快速掘进技术;然后圈定了全矿井顶板岩性组合特征、分布范围、分布特征;最后,为矿井生产中遇到的巷道掘进、顶板支护管理、坚硬顶板矿压等矿井安全问题提供基础地质资料。结果表明在重复认识泥岩地质、岩石力学参数特性的基础上,通过采取合理的支护措施、优化生产组织、强化顶板管理等手段,可显著降低泥岩夹层对整体单进水平的影响,同时确保掘进期间的顶板安全。

关键词：巷道掘进矿井安全泥岩顶板连续采煤机

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深井泥岩顶板回采巷道破坏特征及支护设计

煤矿安全 2014年第9期45卷 129-132页

作者：张和河南焦煤能源有限公司古汉山矿河南焦作454003

深井泥岩顶板回采巷道围岩变形量大、支护困难。通过对在古汉山矿15采区原支护方案回采巷道变形破坏分析,采用现场实测与数值分析方法对其围岩的收敛特点进行了对比,提出了预留断面强力锚杆-锚索协调支护技术,并对设计方案进行工业性试... 详细信息

深井泥岩顶板回采巷道围岩变形量大、支护困难。通过对在古汉山矿15采区原支护方案回采巷道变形破坏分析,采用现场实测与数值分析方法对其围岩的收敛特点进行了对比,提出了预留断面强力锚杆-锚索协调支护技术,并对设计方案进行工业性试验与数据监测。结果表明:顶板泥岩的膨胀及高应力环境是巷道围岩失稳的主要原因,巷道呈凸出式收敛,四角成应力集中区,采用设计方案后,围岩顶板离层量小于50 mm,巷道围岩收敛量小于250 mm,巷道围岩稳定,支护效果显著。

关键词：深井巷道泥岩顶板失稳特征锚杆支护稳定性