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极软厚煤层切顶卸压沿空留巷主动超前支护技术研究 被引量：1
1
作者 张盛 徐瑞泽 +5 位作者 刘佳伟 朱让河 马强 王高尚 张帆 赵龙刚 《河南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期83-93,共11页
目的切顶卸压沿空留巷技术在我国煤矿开采中应用广泛,但在极软厚煤层回采巷道切顶卸压沿空留巷时,存在帮部煤体松软、巷道高度大,传统被动式超前支护容易破坏顶板且影响作业空间等问题,需要对留巷的超前支护技术进行研究。方法以梁北矿3... 目的切顶卸压沿空留巷技术在我国煤矿开采中应用广泛,但在极软厚煤层回采巷道切顶卸压沿空留巷时,存在帮部煤体松软、巷道高度大,传统被动式超前支护容易破坏顶板且影响作业空间等问题,需要对留巷的超前支护技术进行研究。方法以梁北矿32021机巷为工程背景,建立预裂切顶前后的巷道超前段围岩稳定性力学模型,分析切顶卸压前后留巷超前段顶板受力特征和变形规律,揭示受预裂切顶影响的超前段巷道围岩变形机理;采用FALC3D数值软件模拟分析定向爆破切顶条件下回采巷道的应力分布特征;提出主动式锚索梁协同锚固方案,设计超前主动支护参数,并进行现场应用。结果结果表明,预裂切顶能有效切断顶板之间的应力传递,使留巷超前段顶板围岩处于应力降低区,切顶后工作面与留巷交界处悬顶面积减小;经数值模拟验证,所给出的锚网索梁锚固方案在主动支护后能够有效控制巷道超前阶段围岩变形,并有利于保持留巷的长期稳定;主动超前支护现场应用后,巷道顶底板移近量最大不超过80 mm,顶板变形量减小了35%,且能够最大程度保持巷道顶板的完整性。结论提出的主动式超前支护技术能够解决空间狭小、劳动强度大和顶板被反复支撑破坏等问题,对于类似矿井条件下沿空留巷的超前支护有重要的参考价值。 展开更多
关键词 极软厚煤层 超前支承压力 主动超前支护技术 切顶卸压沿空留巷
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麻地梁煤矿大采高综放工作面主动式超前支护技术应用
2
作者 阚磊 《工矿自动化》 北大核心 2025年第6期44-54,共11页
针对大采高综放工作面超前液压支架支护存在作业空间受限、劳动强度大等问题,以麻地梁煤矿507工作面辅助运输巷为研究对象,提出采用补强锚杆(索)主动式超前支护代替超前液压支架的支护方案。采用TS−C1201型矿用钻孔成像仪对煤岩体内部... 针对大采高综放工作面超前液压支架支护存在作业空间受限、劳动强度大等问题,以麻地梁煤矿507工作面辅助运输巷为研究对象,提出采用补强锚杆(索)主动式超前支护代替超前液压支架的支护方案。采用TS−C1201型矿用钻孔成像仪对煤岩体内部裂隙进行观测,结果显示507综放工作面回采巷道顶板浅部存在少量纵向裂隙,其余区域裂隙不发育,表明顶板整体完整性良好,具备实施主动式超前支护的条件。结合上述观测结果,设计锚杆(索)主动式超前支护方案:顶板采用“锚杆+锚索+钢带”联合支护,布置7根左旋无纵筋螺纹钢锚杆和3根锚索,配合M3型钢带;左帮布置4根全螺纹锚杆;右帮采用4根玻璃钢锚杆。理论计算结果表明,补强锚杆(索)主动式超前支护提升了支护系统强度,满足巷道超前段支护需求。数值模拟结果表明:507综放工作面回采期间,采用原主动式超前液压支架支护方案,超前工作面10 m范围出现明显的应力集中,垂直方向最大应力为4.5 MPa,顶板最大下沉量约为35 mm;超前工作面30 m范围,垂直方向最大应力约为5.5 MPa。采用锚杆(索)补强支护后,巷道垂直应力小幅度下降,巷道垂直应力场分布得到优化;在超前工作面10~30 m范围顶板最大下沉量无明显变化。可见,采用补强锚杆(索)主动式超前支护代替超前液压支架可满足超前支护要求。工业试验结果表明:补强锚杆(索)受力稳定,约为81 kN;巷道顶底板及两帮最大位移分别为41,37 mm,顶板无离层现象,满足安全生产需求。 展开更多
关键词 大采高综放工作面 主动式超前液压支架支护 补强锚杆(索)主动式超前支护 辅助运输巷顶板下沉量 顶板集中应力
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浅埋综采工作面运输巷主动式超前支护研究 被引量：17
3
作者 罗文 黄庆享 +6 位作者 范东林 陈苏社 杜君武 王生彪 王庆雄 王巍 郭强 《采矿与岩层控制工程学报》 EI 北大核心 2024年第1期5-17,共13页
针对浅埋综采工作面运输巷采用单体支柱超前加强支护工作面推采速度与支护速度不协调、工人劳动强度和安全隐患大、难以实现超前区域少人化等问题,以榆家梁煤矿52305工作面为工程背景,采用现场实测、数值模拟和理论分析相结合的方法,实... 针对浅埋综采工作面运输巷采用单体支柱超前加强支护工作面推采速度与支护速度不协调、工人劳动强度和安全隐患大、难以实现超前区域少人化等问题,以榆家梁煤矿52305工作面为工程背景,采用现场实测、数值模拟和理论分析相结合的方法,实测了单体超前加强支护条件下的运输巷矿压显现规律,对比分析了单体加强支护和锚杆(索)主动式加强支护两种情况下的巷道围岩安全稳定性,并通过理论分析计算了运输巷支护参数,校验了现场支护的适应性及安全性。研究结果表明:52305工作面运输巷围岩属于较稳定型,现场单体超前加强支护条件下,锚杆(索)承载均在额定载荷的85%以内,两帮应力分布基本对称,围岩移近量和松动圈很小,围岩稳定性较好,现场超前支护段支护强度偏富余。采动支承压力影响段,单体支柱主要对顶板0.6 m范围内的局部岩层具有加强支撑作用,远小于锚杆和锚索支护作用范围和强度。取消单体支护后,运输巷围岩依然能够保持安全稳定。在榆家梁煤矿52305工作面运输巷超前加强支护段进行了取消单体支护工程试验,验证了研究结论的可靠性。 展开更多
关键词 浅埋综采工作面 运输巷 支护参数 主动式超前支护 现场实测
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充填开采超前段主动支护替代被动支护技术与应用 被引量：10
4
作者 肖鹏 于海洋 +4 位作者 王东 赵显江 李长青 赵宝相 文志杰 《山东科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2022年第3期41-49,共9页
超前主动支护在围岩稳定性控制和生产管理等诸多方面有明显优势。以岱庄煤矿31322充填工作面为研究背景,借助矿压监测手段确定超前段围岩运移和应力演化特征,基于工作面应力场的分布规律,提出“充填面主动支护替代被动支护”理念,采用Fi... 超前主动支护在围岩稳定性控制和生产管理等诸多方面有明显优势。以岱庄煤矿31322充填工作面为研究背景,借助矿压监测手段确定超前段围岩运移和应力演化特征,基于工作面应力场的分布规律,提出“充填面主动支护替代被动支护”理念,采用Fillzone模块模拟不同跨度充填对工作面超前段的影响,确定超前锚杆索主动支护方案在完全充填开采条件下的可行性;通过构建充填面人工支护体与围岩结构的力学模型,校验了回采巷道原支护强度,并针对不同回采巷道超前段进行差异性优化。试验结果表明,超前主动支护技术可节约成本60.6%,可为类似充填开采超前段主动支护优化提供借鉴。 展开更多
关键词 充填工作面 力学模型 超前主动支护 差异性优化
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厚煤层沿空巷道主动式超前支护技术与实践 被引量：41
5
作者 姚强岭 朱贵伟 +3 位作者 郑闯凯 李学华 王烜辉 徐强 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2022年第1期1-11,共11页
我国煤矿回采工作面综合机械化水平显著提高并向自动化、少人化与智能化发展,在保障煤炭回采安全性与生产效率的同时,对两巷超前段支护模式提出了新的要求。以枣庄矿区高庄煤矿3_(上)705不规则工作面辅助运输巷为研究对象,提出了厚煤层... 我国煤矿回采工作面综合机械化水平显著提高并向自动化、少人化与智能化发展,在保障煤炭回采安全性与生产效率的同时,对两巷超前段支护模式提出了新的要求。以枣庄矿区高庄煤矿3_(上)705不规则工作面辅助运输巷为研究对象,提出了厚煤层沿空巷道主动式超前支护技术思路:巷道掘进期间,基于围岩结构松动圈发育规律对巷道围岩质量进行评估,并结合巷道地质条件设计锚杆(索)主动式超前支护技术参数;工作面回采期间,对试验巷道的矿压显现规律进行动态监测,对围岩松动圈发育程度进行量化分析,验证支护思路的技术可行性。工程应用结果表明:巷道顶板最大移近量为137 mm,两帮最大移近量为452 mm,锚索受力变化量最大为56 kN;主动式超前支护可显著提高围岩结构完整性。该主动式超前支护技术一方面确保了高庄煤矿3上705工作面回采期间安全,降低了工人劳动强度,并对类似条件下回采巷道超前段支护模式选择具有参考价值;另一方面进一步完善与丰富了煤矿智能化开采技术内涵,利于实现煤炭资源的安全高效可持续开发。 展开更多
关键词 厚煤层沿空巷道 不规则工作面 主动式超前支护 锚索加固 围岩松动圈
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不规则工作面注浆锚索代替单体及液压支架主动式超前支护技术 被引量：12
6
作者 张民 王海锐 +1 位作者 梁顺 张渊 《金属矿山》 CAS 北大核心 2023年第7期176-184,共9页
矿山作业的少人化/无人化是我国各类矿山持续高质量发展的核心目标之一。某矿206工作面为变面宽的不规则工作面,工作面辅运顺槽原先采用液压支架及单体支柱进行超前支护,需要作业人员2~4人,且巷道有效断面小,给工作面宽度变化处增、减... 矿山作业的少人化/无人化是我国各类矿山持续高质量发展的核心目标之一。某矿206工作面为变面宽的不规则工作面,工作面辅运顺槽原先采用液压支架及单体支柱进行超前支护,需要作业人员2~4人,且巷道有效断面小,给工作面宽度变化处增、减液压支架作业带来了很大困难。针对206不规则工作面提出了采用注浆锚索代替单体及液压支架进行主动式超前支护的技术思路,利用COMSOL有限元程序对注浆锚索支护施工的关键技术参数进行优选,设计了注浆锚索主动式超前支护技术方案,并在现场进行了工业性应用。结果表明:注浆锚索超前支护条件下工作面辅运顺槽围岩变形量小,围岩裂隙得到了有效充填与胶结,锚索承载稳定;最终实现了注浆锚索完全代替单体支柱及液压支架,为不规则工作面增、减液压支架作业提供了极大便利,同时实现了超前支护段的无人化,保障了工作面安全高效生产。该主动式超前支护技术对于金属矿山破碎顶板、矿压异常区以及对断面尺寸有较高要求的金属矿山巷道支护均具有很好的借鉴意义。 展开更多
关键词 主动式超前支护 注浆锚索 采动应力 巷道支护
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大断面回采巷道超前支护技术研究与应用 被引量：5
7
作者 钟阳 罗伙根 《煤炭工程》 北大核心 2024年第3期57-65,共9页
为探究大断面回采巷道超前支护技术,以寸草塔二矿31205工作面主运输巷道为工程背景,采用现场调研、理论力学分析、FLAC3D数值模拟相结合的手段,分析了主动超前支护替换单体液压支柱的可行性,基于主动超前控制机理,提出了在顶板中央进行... 为探究大断面回采巷道超前支护技术,以寸草塔二矿31205工作面主运输巷道为工程背景,采用现场调研、理论力学分析、FLAC3D数值模拟相结合的手段,分析了主动超前支护替换单体液压支柱的可行性,基于主动超前控制机理,提出了在顶板中央进行补强支护的超前支护技术方案。通过现场监测表明,主动超前支护下顶底板及两帮最大位移量分别为21 mm和23 mm;根据锚索轴力监测,主动超前支护锚索可以实现及时承载;且窥视结果表明巷道围岩完整性较好,验证了该方案的可行性,可以满足工作面安全高效的生产要求,推动工作面的智能化发展。 展开更多
关键词 巷道 主动超前支护 锚索支护 数值模拟
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分区域主动式超前支护技术研究及应用 被引量：14
8
作者 王宜清 马守龙 +2 位作者 姚强岭 范钰鑫 刘志超 《煤炭工程》 北大核心 2022年第10期57-61,共5页
针对厚硬顶板工作面被动式超前支护劳动强度大、开采效率低等问题,以七五煤矿3217运输巷为研究对象,开展了巷道围岩内部结构现场测试,揭示了3煤层巷道顶板裂隙发育规律,并根据巷道围岩力学模型计算了超前支承压力。基于此,提出了分区域... 针对厚硬顶板工作面被动式超前支护劳动强度大、开采效率低等问题,以七五煤矿3217运输巷为研究对象,开展了巷道围岩内部结构现场测试,揭示了3煤层巷道顶板裂隙发育规律,并根据巷道围岩力学模型计算了超前支承压力。基于此,提出了分区域主动式超前支护方案,并通过支护强度校核公式,对各阶段主动式超前支护方案进行了验算,满足超前支护要求。工业试验表明,巷道顶底板相对移近量及两帮相对移近量最大分别为50mm和56mm,顶板无明显破碎或离层出现,仅在浅部出现少量横向裂隙。可见,主动式超前支护完全能够满足超前支承压力区支护质量的需要,围岩稳定性更强,能更好地控制围岩裂隙发育,而且改善了工人劳动环境,降低安全隐患,为类似地质条件下回采巷道主动式超前支护提供了参考。 展开更多
关键词 分区域支护 主动式超前支护 围岩变形 注浆锚索 矿压监测
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回采巷道注浆锚索超前支护优化及效果模拟 被引量：33
9
作者 谢龙 张德兵 梁顺 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2022年第3期46-56,共11页
在注浆锚索主动超前支护形式应用于回采巷道的工程背景下,以寸草塔二矿31204工作面为例,采用理论计算与分析、数值模拟等研究方法,探讨了不同注浆参数对浆液扩散的影响;利用COMSOL Multiphysics有限元分析软件对超前注浆锚索的注浆部分... 在注浆锚索主动超前支护形式应用于回采巷道的工程背景下,以寸草塔二矿31204工作面为例,采用理论计算与分析、数值模拟等研究方法,探讨了不同注浆参数对浆液扩散的影响;利用COMSOL Multiphysics有限元分析软件对超前注浆锚索的注浆部分建立数值模型并求解。结果表明,浆液扩散半径与注浆压力、注浆时间呈正相关关系,注浆锚索间排距制约着稳定注浆加固圈范围及厚度。对寸草塔二矿31204工作面回采巷道超前锚索支护的注浆压力、注浆时间及注浆间排距等参数进行了优化设计,实现了该工作面回采巷道的有效超前支护,替代了超前单体及液压支架。此研究对类似条件下回采巷道超前段支护模式选择具有参考价值。 展开更多
关键词 回采巷道 主动式超前支护 注浆锚索 数值模拟
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回采扰动巷道双深度分区锚注支护技术研究
10
作者 王金星 韩闯 +5 位作者 杨小林 陈新明 焦华喆 张超 陈峰宾 涂坤 《金属矿山》 2025年第8期9-18,共10页
回采巷道原主动式超前支护方案的支护效果较差,不能满足巷道的稳定性要求。基于锚注支护技术与围岩的破坏范围,提出双深度分区锚注支护技术作为回采巷道的优化支护方案。根据巷道现场调研的钻孔窥视探测结果与理论计算确定了围岩的破坏... 回采巷道原主动式超前支护方案的支护效果较差,不能满足巷道的稳定性要求。基于锚注支护技术与围岩的破坏范围,提出双深度分区锚注支护技术作为回采巷道的优化支护方案。根据巷道现场调研的钻孔窥视探测结果与理论计算确定了围岩的破坏范围,对围岩的注浆深度进行了区域划分。理论分析了围岩注浆后的加固性能,通过巷道围岩注浆前后的煤体力学试验结果,定量分析了围岩的注浆加固效果。利用数值模拟与工程应用结合研究了巷道采用双深度分区锚注支护技术的支护效果。结果表明:巷道顶板围岩破坏范围为2.7 m左右,两帮破坏范围为5.4 m左右,顶板和两帮注浆划分为“深”“浅”2种深度注浆加固区域。巷道注浆加固后在注浆锚杆(索)与凝固后的浆液协同支护作用下,增加了围岩的强度与黏聚力,提高了围岩抵抗变形的能力。巷道采用双深度分区锚注支护方案后,巷道变形、围岩塑性区深度与破坏范围明显减小,改善了巷道的稳定性。工程应用监测数据结果与数值模拟结果差异较小,验证了数值模拟的合理性。 展开更多
关键词 主动式超前支护 注浆加固 数值模拟 注浆锚杆(索)
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