10 m超大采高液压支架关键结构及其承载特性 被引量：1

1

作者 韩会军 雷亚军 +2 位作者 张金虎 韩存地 曾明胜 《煤炭学报》 北大核心 2025年第4期1993-2004,共12页

针对10 m超大采高综采工作面围岩控制需求,研发了ZYA29000/45/100D两柱掩护式超大采高液压支架。阐述了超大采高采场围岩垮落及矿压显现特点,总结了10 m超大采高工作面注重顶板、煤壁防护及承受强动载的支护需求;在此基础上研发了10 m... 针对10 m超大采高综采工作面围岩控制需求,研发了ZYA29000/45/100D两柱掩护式超大采高液压支架。阐述了超大采高采场围岩垮落及矿压显现特点,总结了10 m超大采高工作面注重顶板、煤壁防护及承受强动载的支护需求;在此基础上研发了10 m超大采高液压支架,给出液压支架结构关键参数,配套双层伸缩梁+三级协动护帮、?630 mm大缸径抗冲击立柱等创新结构,具备断面全防护、结构抗冲击、架体自稳定等技术特点;以结构稳定性为切入点,在分析工作面倾角及采高对支架稳定性影响的基础上,研究了液压支架对不同工作面倾角及采高的适应性,分析得出支架横向临界倾倒角度为12°,适应采高7~10 m,液压支架在正常工作区域内,其理论支护效率并不会有较大变化,而掩护梁受载是超大采高液压支架与小采高支架的最大区别;针对两柱掩护式支架承载特点,分析了不同支架参数下顶梁力平衡承载区域及其迁移特性,两柱式掩护式支架力平衡区主要集中于立柱部位,立柱与顶梁铰接点位置的变化对力平衡区影响显著,平衡千斤顶参数的变化对力平衡区的影响有限;分析了不同型式护帮结构的煤壁防护性能,阐明双层伸缩梁+三级协动护帮结构在防护力度、防护面积等方面具有明显的优势;通过分析支架在增阻状态下的等效刚度,建立了液压支架动载力学仿真模型,通过模拟试验方法研究了其在“给定变形”工作状态下承受动态载荷的响应过程,得出顶梁承受动载主要通过立柱传递、掩护梁承受动载主要通过四连杆机构进行传递的特点;分析了支架在曹家滩煤矿122104工作面的使用情况,说明ZYA29000/45/100D对10 m超大采高工作面有较好的适应性,且满足工作面超大采高围岩控制需求。 展开更多

关键词 超大采高 液压支架 围岩控制 工作面支护 支护技术及装备

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强挤压碎裂软岩隧道主被动联合大变形控制技术研究 被引量：2

2

作者 高红杰 邢培刚 +5 位作者 马伟斌 赵建军 邹文浩 张金龙 黄新宇 徐浩田 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第S1期290-307,共18页

针对西部地区某高原隧道遇到的国内外罕见的强挤压碎裂围岩大变形难题,通过分析隧道的变形特征和多轮方案调整后的变形控制效果,梳理解决隧道大变形问题的关键在于兼顾“防溜塌”与“控变形”的施工方案;重点研究分析隧道进口段区域构... 针对西部地区某高原隧道遇到的国内外罕见的强挤压碎裂围岩大变形难题,通过分析隧道的变形特征和多轮方案调整后的变形控制效果,梳理解决隧道大变形问题的关键在于兼顾“防溜塌”与“控变形”的施工方案;重点研究分析隧道进口段区域构造特点、岩体特性、地应力情况以及松动圈扩展规律,并结合力学开挖模型阐明强挤压碎裂软岩隧道大变形机制。在此基础上,提出以“分部开挖防溜塌、抗锚注支护控变形”为核心的主被动联合支护理念,并形成“分部开挖、密排超前、强化钢拱架支护、施作内置式锚杆、扩大径向注浆”的强挤压碎裂软岩隧道大变形控制技术。对比优化前后的现场监测数据,发现应用大变形控制技术后,围岩变形减少超过40%,前期变形速率降低13.6~20.0 mm/d,钢拱架应力减小57%,有效解决了强挤压碎裂围岩引起的大变形灾害问题。 展开更多

关键词 围岩大变形 强挤压碎裂围岩 软岩隧道 变形机制 主被动联合支护 变形控制技术

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强采动巷道围岩破坏机理及支护改性协同控制

3

作者 王涛 《中国煤炭》 北大核心 2025年第8期23-34,共12页

为解决王坡煤矿3210工作面巷道在强采动影响下围岩大变形、支护失效的难题,以3210运输巷为工程背景,采用现场监测、数值模拟及宏微观试验相结合的方法,分析了强采动下巷道全断面持续收缩变形、时空三阶段演化、围岩深度劣化及锚杆索大... 为解决王坡煤矿3210工作面巷道在强采动影响下围岩大变形、支护失效的难题,以3210运输巷为工程背景,采用现场监测、数值模拟及宏微观试验相结合的方法,分析了强采动下巷道全断面持续收缩变形、时空三阶段演化、围岩深度劣化及锚杆索大规模破断特征;揭示了孤岛面“残余采动应力+高应力叠加”驱动围岩劣化与低强度失衡的链式灾变机理。基于此,提出了“围岩改性结构支护”协同控制技术,即通过三级注浆工艺(水泥浆浅层充填/安尔特浆中深加固/化学浆封堵)重塑围岩结构,配套高强锚索构建系统支护体系,并在现场进行了试验验证,结果表明,应用后巷道帮部收缩量降低58.3%,底鼓量减少63.2%,两帮围岩强度分别提高41.0%和34.7%,月推进速度提升了54.5%,至130.7 m/月。 展开更多

关键词 强采动 巷道围岩 应力叠加 围岩劣化 “围岩改性结构支护”协同控制技术 重塑围岩

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浅埋极近距离采空区下巷道布置及支护研究 被引量：1

4

作者 白心愿 高登彦 陈建华 《煤炭工程》 北大核心 2025年第1期52-59,共8页

针对浅埋极近距离采空区下长距离巷道掘进支护难题,选取活鸡兔井1-2煤层复合区1-2下205回风巷的掘进为研究对象,采用数值计算、理论分析和工程实践相结合的方法,对极近距离条件下合理的层间距及支护参数的确定进行了分析。研究表明:基于... 针对浅埋极近距离采空区下长距离巷道掘进支护难题,选取活鸡兔井1-2煤层复合区1-2下205回风巷的掘进为研究对象,采用数值计算、理论分析和工程实践相结合的方法,对极近距离条件下合理的层间距及支护参数的确定进行了分析。研究表明:基于FLAC 3D数值模拟对采空区下长距离巷道布置及支护结构进行模拟计算,对比分析了不同煤柱宽度、层间距及支护方式下巷道围岩变形情况及应力分布状态,考虑到安全系数确定巷道内错距为21 m;当层间距较小时,锚杆锚索支护效果差,掘进期间顶板处于拉伸破坏状态,顶板控制难度大,分析得出合理的层间距应大于3 m;现有支护条件下,巷道顶煤厚度为3.5 m时巷道顶底板位移变化较小,且不需要架棚。理论计算得出上分层对底板最大破坏深度为2.02 m,且当巷道顶煤厚度为3.5 m时,支护强度校核满足要求。通过现场工程应用及围岩变形实测,当顶煤厚度为3.5 m时,采用“锚杆-锚索-喷浆”联合支护方式,巷道顶底板位移变化较小,顶板最大下沉量为20 mm,顶板控制效果良好,巷道未发生大范围顶板冒落或帮部片帮现象,验证了巷道布置及支护方案的合理性。 展开更多

关键词 极近距离 浅埋煤层 巷道布置 支护工艺 围岩控制

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极近距离煤层渐变层间距下伏巷道分区域支护技术研究

5

作者 张钢举 梁冰 《中国煤炭》 北大核心 2025年第4期86-97,共12页

针对极近距离煤层渐变层间距下伏巷道层间顶板厚度较小且波动变化较大的特殊赋存条件,下伏巷道面临着单一支护方案难以适应渐变层间顶板极易破碎、围岩变形量大等难题,以泰山隆安煤矿11下309工作面回风巷的1~7 m渐变层间顶板为研究背景... 针对极近距离煤层渐变层间距下伏巷道层间顶板厚度较小且波动变化较大的特殊赋存条件,下伏巷道面临着单一支护方案难以适应渐变层间顶板极易破碎、围岩变形量大等难题,以泰山隆安煤矿11下309工作面回风巷的1~7 m渐变层间顶板为研究背景,采用理论分析、数值模拟手段对极近距离条件下采空区煤柱底板三维应力分布规律进行研究,对比分析下伏巷道层间顶板厚度变化对巷道围岩变形规律及破坏特征的差异性,揭示极近距离下伏巷道渐变层间顶板厚度变化与巷道围岩破坏的内在联系,提出了极近距离渐变层间距下伏煤层巷道围岩分区域支护控制技术。研究结果表明,基于极近距离采空区的遗留煤柱底板三维应力衰减演化规律,当层间距较小时下伏巷道围岩的垂直应力、水平应力扰动对巷道围岩变形影响严重;通过数值模拟研究不同错距及层间距厚度变化因素对下伏巷道围岩破坏形态及变形规律的差异性,构建了下伏巷道围岩水平应力、垂直应力、变形规律及破坏形态评价指标,对巷道围岩破坏形态进行分类,得出了极近距离渐变层间距下伏巷道围岩破坏变形的临界层间距为3 m;基于巷道顶板厚度变化提出了渐变层间顶板厚度<3 m和>3 m工况条件下的分区域支护设计,结合现场分区域支护效果得出回风巷变形较小,验证了临界层间3 m条件下的分区域方案的可行性。 展开更多

关键词 极近距离煤层 渐变层间距 巷道围岩控制 底板破坏深度 支护技术

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倾斜煤层回采巷道围岩变形机理和控制技术研究

6

作者 赵永刚 《中国煤炭》 北大核心 2025年第4期64-75,共12页

针对倾斜煤层回采巷道变形和破坏问题,以银星二号煤矿1131005工作面回采巷道工程地质条件为背景,基于现场煤岩体地质力学试验揭示了巷道围岩地应力场分布规律,得出巷道与最大主应力夹角大、裂隙发育突出以及围岩强度分布差异性大是造成... 针对倾斜煤层回采巷道变形和破坏问题,以银星二号煤矿1131005工作面回采巷道工程地质条件为背景,基于现场煤岩体地质力学试验揭示了巷道围岩地应力场分布规律,得出巷道与最大主应力夹角大、裂隙发育突出以及围岩强度分布差异性大是造成巷道出现变形破坏的主要内因。建立了倾斜煤层力学模型,模拟结果表明倾斜煤层倾角越大、底板厚度越小、破断岩块长度越小,形成的煤层底板破碎岩体平衡结构也就越不稳定,越不利于倾斜煤层巷道围岩稳定。基于银星二号煤矿倾斜煤层巷道机理分析,提出了支护改性卸压协同控制技术,制定了顶底板注浆锚索加固方案、巷帮注浆改性以及顶板卸压技术方案,并开展了井下试验。结果表明,试验段内巷道顶底板最大移近量63.6 mm,两帮最大移近量50.8 mm,试验巷道围岩变形明显减少,完整性显著提高,表明支护改性卸压协同控制技术有效控制了倾斜煤层巷道围岩变形。 展开更多

关键词 倾斜煤层 围岩控制 支护改性卸压协同控制技术 注浆改性 水力压裂卸压

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特厚煤层动压沿空巷道非对称底鼓机理及控制

7

作者 张琪 《煤炭工程》 北大核心 2025年第2期44-53,共10页

针对采掘关系紧张导致多重采动压力影响下特厚煤层沿空巷道底板非对称破坏问题,采用现场调研、理论分析、数值模拟和现场工业化试验等手段以5209回风巷道为研究对象对巷道非对称底鼓产生的机理和控制对策开展研究。通过力学分析得出巷... 针对采掘关系紧张导致多重采动压力影响下特厚煤层沿空巷道底板非对称破坏问题,采用现场调研、理论分析、数值模拟和现场工业化试验等手段以5209回风巷道为研究对象对巷道非对称底鼓产生的机理和控制对策开展研究。通过力学分析得出巷道掘进期间两侧垂直应力及上工作面回采后侧向垂直应力计算公式,结合工作面回采数值模拟分析阐明了巷道非对称底鼓产生机理,结果表明:掘巷及工作面回采引起的应力叠加使得巷道煤柱侧应力大于实体煤侧,应力的非对称分布造成了巷道底板非对称变形;数值模拟掘巷时巷道底板位移曲线呈对称分布,底板最大位移量为29 mm,上工作面回采时底板变形呈非对称分布,巷道左侧底板距中轴线0.5 m处位移量最大,峰值位移为593 mm,随着上工作面开采巷道塑性区范围逐渐扩大,底板破坏时深度为5.5 m;依据顶帮底协同控制原则提出“起底+锚索支护+混凝土硬化”底鼓联合控制方案,并成功应用于现场实践。 展开更多

关键词 特厚煤层 沿空巷道 底鼓机理 联合支护 围岩控制

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甜水堡煤矿煤巷支护参数与设备工艺优化研究 被引量：5

8

作者 孟键 朱长华 +2 位作者 牛志军 王旭锋 吕昊 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第3期151-159,共9页

目前巷道快速掘进技术研究主要针对巷道快速掘进的影响因素、设备优化等,对巷道空顶距、支护参数、施工工艺联合优化的研究较少。针对该问题,以甘肃省环县甜水堡煤矿2号井1309工作面回风巷为研究对象,对煤巷支护参数与设备工艺优化方法... 目前巷道快速掘进技术研究主要针对巷道快速掘进的影响因素、设备优化等,对巷道空顶距、支护参数、施工工艺联合优化的研究较少。针对该问题,以甘肃省环县甜水堡煤矿2号井1309工作面回风巷为研究对象,对煤巷支护参数与设备工艺优化方法进行研究。分析了巷道掘进各工序的用时特征,得出掘进、永久支护、临时支护用时最多,占比分别为25.3%,49.9%,6.2%;以耗时最长的3个工序为重点优化方向,构建了掘进工作面空顶区顶板力学模型,得出掘进工作面理论最大空顶距为2.32 m,考虑现场受设备、地质、工艺等因素影响,确定空顶距为2.0 m;根据不同支护方案下巷道围岩应力、变形、塑性区的分布特征,结合巷道高效掘进需求,确定最佳锚杆间排距为800 mm×1000 mm。结合巷道实际的地质条件,配套优化了掘进设备、临时支护工艺与施工工艺。现场试验结果表明,优化后最大日进尺由8 m提高到10 m,巷道掘进速度提高了25%;巷道围岩变形基本处于稳定状态,最大变形量为226 mm。优化方案不仅保证了巷道的安全稳定,还显著提高了巷道的掘进速度。 展开更多

关键词 快速掘进 极限空顶距 围岩控制 支护参数优化 支护工艺优化 施工工艺优化

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“三软”巷道长短锚索联合支护控制变形研究 被引量：4

9

作者 孟国胜 《矿业安全与环保》 CAS 北大核心 2024年第4期139-145,共7页

针对“三软”特厚煤层巷道围岩变形严重、控制难度大、掘进效率低、采掘接替困难的难题,提出了一种锚网索支护控制技术。采用现场超声波探测及钻孔窥视揭露方法,测定围岩松动圈塑性范围为2.4~3.0 m;采用数值模拟得到锚索不同间距下的支... 针对“三软”特厚煤层巷道围岩变形严重、控制难度大、掘进效率低、采掘接替困难的难题,提出了一种锚网索支护控制技术。采用现场超声波探测及钻孔窥视揭露方法,测定围岩松动圈塑性范围为2.4~3.0 m;采用数值模拟得到锚索不同间距下的支护效果,确定顶板采用锚网索、两帮采用锚杆的支护方案,设计合理的支护间距,并成功进行了工程应用。结果表明,长、短锚索联合支护可有效控制复合软岩巷道的变形。两帮和顶底板的移近量不大于30 mm;掘进期间顶锚索应力为60~170 kN,受力较为稳定。可见长短锚索联合控制技术可有效提高巷道围岩控制效果,而且生产实践表明,采用长短锚索联合控制技术后平均月进度突破143 m(架棚支护平均月进度60 m),掘进效率实现成倍增长,有效解决了采掘接替困难问题,经济社会效益显著。 展开更多

关键词 “三软”煤层 围岩塑性区 锚索支护 围岩控制技术 特厚煤层

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深部岩巷分区破裂围岩稳定性控制方法及应用 被引量：17

10

作者 王汉鹏 李术才 +3 位作者 薛俊华 李建明 张庆贺 马芹永 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期1957-1964,共8页

深部高地应力岩巷开挖后围岩内出现分区破裂现象,采用传统的原设计方案巷道稳定性差。根据巷道围岩变形破坏的现场监测结果,经过理论分析和支护试验,提出了"提高法向约束、锚杆增韧止裂、协调耦合支护、应力内部转移、分区充填注... 深部高地应力岩巷开挖后围岩内出现分区破裂现象,采用传统的原设计方案巷道稳定性差。根据巷道围岩变形破坏的现场监测结果,经过理论分析和支护试验,提出了"提高法向约束、锚杆增韧止裂、协调耦合支护、应力内部转移、分区充填注浆、增强围岩强度"的锚注一体化综合控制方法理念。并提出了相对应的综合支护技术,即首先采用高预紧力超强锚杆及时支护围岩,锚杆的长度和数量分别由监测结果和分区支护能量判据确定;其次采用高强锚索让压梁支护巷道顶板,实现锚杆、锚索的协调耦合支护和围岩应力内部转移;最后采用中空分段螺旋式注浆技术进行滞后加固。最后针对监测巷道采用锚注一体化综合控制方法和技术进行了支护优化设计并进行现场支护试验,监测结果表明,优化支护的巷道稳定性良好。 展开更多

关键词 深部岩巷 分区破裂围岩 稳定性 控制方法 支护技术

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综采沿空留巷巷旁支护技术与应用 被引量：27

11

作者 李建辉 冯光明 +2 位作者 宁帅 韩晓东 连小林 《中国矿业》 北大核心 2009年第3期77-79,共3页

本文介绍了巷旁支护沿空留巷围岩控制机理及高水速凝材料巷旁充填技术的施工工艺和安全技术措施。该项技术工艺简单,机械化程度高,护巷效果好,社会和经济效益显著,具有很高的实用和推广价值。

关键词 沿空留巷 巷旁支护 围岩控制 高水速凝材料 充填工艺

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孤岛工作面回风巷围岩控制与支护技术 被引量：20

12

作者 何富连 薄云山 +3 位作者 吴焕凯 李通达 王宁博 许华威 《煤炭工程》 北大核心 2014年第8期38-40,44,共4页

以鹤壁四矿2604孤岛工作面回风巷为研究对象,采用FLAC3D模拟了巷道围岩的垂直应力,得出了巷道垂直应力与围岩深度的关系曲线。围岩垂直应力峰值点位置相差较大,顶板和采空侧围岩深部垂直应力趋于一定值,煤柱边缘垂直应力较小。针对围岩... 以鹤壁四矿2604孤岛工作面回风巷为研究对象,采用FLAC3D模拟了巷道围岩的垂直应力,得出了巷道垂直应力与围岩深度的关系曲线。围岩垂直应力峰值点位置相差较大,顶板和采空侧围岩深部垂直应力趋于一定值,煤柱边缘垂直应力较小。针对围岩破碎,顶煤厚度大,提出了高强高预紧力锚杆与斜拉锚索梁结构联合控制技术,使浅部围岩与深部围岩形成统一的承载结构,矿压观测结果:顶底板相对移近量为215mm,两帮相对移近量为157mm,顶板离层量为35mm,为类似条件下的巷道支护提供借鉴。 展开更多

关键词 孤岛工作面 围岩控制 垂直应力 支护技术

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大断面黄土隧道变形控制技术及支护受力特征 被引量：25

13

作者 孟德鑫 谭忠盛 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第S1期383-387,共5页

本文以宝兰客专西坡隧道的现场施工为工程背景,通过现场设置试验断面进行试验量测,量测内容包括围岩压力、初支钢架内力、洞内拱顶沉降和周边收敛,来研究支护结构的受力规律,并分析三台阶临时仰拱法、合理选定开挖进尺、超前支护、拱脚... 本文以宝兰客专西坡隧道的现场施工为工程背景,通过现场设置试验断面进行试验量测,量测内容包括围岩压力、初支钢架内力、洞内拱顶沉降和周边收敛,来研究支护结构的受力规律,并分析三台阶临时仰拱法、合理选定开挖进尺、超前支护、拱脚变形控制和仰拱封闭距离控制等隧道变形控制技术的实施效果。最终得出,土压力最大值分别为536.k Pa和267.1k Pa,分别在左侧仰拱和右侧拱脚达到;初支钢架内力内外侧最大值为173.99MPa和16.85MPa,分别在左侧上导、右侧下导拱脚达到;围岩压力和初支钢架内力值均控制在要求范围内。拱顶最大沉降分别为110.2mm和115.1mm,周边收敛最大值分别为3.8mm和37.1mm,均控制在要求范围内,验证了西坡隧道施工变形控制技术的实施效果。拱顶沉降和周边收敛在上导开挖阶段变形速率最快,在仰拱封闭后基本趋于稳定,建议减小上导开挖进尺及台阶长度,并采取合理施工进度安排,尽量缩短上导的封闭时间。 展开更多

关键词 大断面黄土隧道 变形控制技术 围岩压力 初支钢架内力 拱顶沉降 周边收敛

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采矿岩石多尺度破坏力学 被引量：12

14

作者 左建平 孙运江 +4 位作者 刘海雁 于美鲁 雷博 宋洪强 文金浩 《矿业科学学报》 CSCD 2021年第5期509-523,共15页

采动复杂应力环境下围岩的多尺度破坏行为是诱发煤矿灾害的一个根本因素。本文系统总结了团队十多年来在岩石宏细观破坏力学、巷道围岩控制及岩层移动等采矿岩石多尺度破坏力学的研究进展。在岩石力学室内实验尺度方面,利用带加载装置的... 采动复杂应力环境下围岩的多尺度破坏行为是诱发煤矿灾害的一个根本因素。本文系统总结了团队十多年来在岩石宏细观破坏力学、巷道围岩控制及岩层移动等采矿岩石多尺度破坏力学的研究进展。在岩石力学室内实验尺度方面,利用带加载装置的SEM高温试验系统研究了热力耦合作用下岩石细观裂纹的萌生、扩展和断裂全过程,揭示了细观断裂机制;研究了不同加卸载条件下煤岩体及煤岩组合体宏观破坏力学特性,建立了煤岩体宏观破坏非线性模型。在巷道围岩尺度方面,揭示了巷道围岩应力梯度破坏机理,建立了深部巷道等强支护理论,明确了巷道支护方向,据此提出了巷道全空间协同控制技术并进行现场应用。在采场岩层破断移动尺度方面,实验研究了不同厚度顶板破断演变的4种模式;基于关键层理论,提出了采动覆岩整体移动“类双曲线”模型和内外“类双曲线”模型,分析了该模型随着关键层位置和煤层倾角的演化规律。上述成果为我国煤矿开采灾害防治提供理论和技术支持。 展开更多

关键词 多尺度破坏 梯度破坏 等强支护理论 全空间协同控制 “类双曲线”模型

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弱胶结地层全煤巷道断面优化及支护技术

15

作者 李永亮 雷尹嘉 +1 位作者 赵勇 肖成龙 《中国煤炭》 北大核心 2017年第2期33-37,43,共6页

为了解决弱胶结地层特厚煤层回采巷道支护难题,以鲁新煤矿31101工作面轨道巷为工程背景,在岩石力学试验和围岩特性测试的基础上,研究了不同矢跨比巷道变形破坏特征,得出回采巷道合理的矢跨比为0.2;根据全煤巷道不同区域围岩承载特性,将... 为了解决弱胶结地层特厚煤层回采巷道支护难题,以鲁新煤矿31101工作面轨道巷为工程背景,在岩石力学试验和围岩特性测试的基础上,研究了不同矢跨比巷道变形破坏特征,得出回采巷道合理的矢跨比为0.2;根据全煤巷道不同区域围岩承载特性,将其划分为非稳定层、亚稳定层和稳定层,提出了以"主控非稳定层、抑制亚稳定层扩展、调动稳定层承载"为核心的锚网索联合支护方案,现场监测表明该支护方案实现了对弱胶结地层全煤巷道的稳定性控制。 展开更多

关键词 弱胶结地层 全煤巷道 断面优化 围岩控制 支护技术

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我国沿空留巷围岩控制技术研究进展与展望 被引量：62

16

作者 张自政 柏建彪 +5 位作者 王襄禹 徐营 闫帅 刘洪林 吴文达 张伟光 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期3979-4000,共22页

我国煤矿沿空留巷技术研究与应用已超过60 a,形成了充填式沿空留巷和切顶式沿空留巷两大技术类型,但是由于不同矿区煤层生产地质条件复杂多样、留巷巷道所处矿压显现强烈等诸多困难,导致沿空留巷技术推广应用呈现起伏。首先梳理了近年... 我国煤矿沿空留巷技术研究与应用已超过60 a,形成了充填式沿空留巷和切顶式沿空留巷两大技术类型,但是由于不同矿区煤层生产地质条件复杂多样、留巷巷道所处矿压显现强烈等诸多困难,导致沿空留巷技术推广应用呈现起伏。首先梳理了近年来我国沿空留巷主要技术类型、围岩稳定原理、巷内支护技术、巷旁支护技术、适应性评价与围岩稳定性监测方面取得的成效和关键技术进展,分析了现阶段不同技术的应用适用性。然后,总结了目前沿空留巷技术面临的难题与挑战:对强矿压工作面沿空留巷仍未能形成系统理论;充填沿空留巷围岩与支护体相互机制的理论认识仍然存在缺陷;巷旁支护体充填材料力学及变形特性尚不能适应深部、强矿压工作面沿空留巷;沿空留巷底臌机理及控制技术尚不完善;强动载或冲击地压沿空留巷充填体稳定控制研究尚处于空白。最后,针对现阶段我国沿空留巷技术应用面临的难题和挑战,提出了几项储备型技术:厚煤层综放/一次采全高沿空留巷有控切顶–充填围岩协同控制技术、面向强矿压工作面含外加剂改性高水材料沿空留巷技术;针对沿空留巷数值模拟岩石力学参数智能反演问题,建立了一套沿空留巷数值模拟岩石力学参数智能反演工作流,提出了沿空留巷支护参数智能优选设计方法。 展开更多

关键词 沿空留巷 围岩控制 巷内支护 巷旁支护 储备型技术

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极近距离采空区下大断面开切眼支护工艺优化研究 被引量：21

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作者 高士岗 陈苏社 +2 位作者 柴敬 杨玉玉 杜文刚 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期20-28,共9页

针对极近距离采空区下大断面开切眼及相关硐室围岩变形情况复杂,且该工况下支护结构可靠性验证及优化研究不足等问题,通过FLAC^(3D)与ANSYS数值模拟软件对采空区下开切眼掘进过程围岩及支护结构变形及受力进行模拟计算,并对支护工艺及... 针对极近距离采空区下大断面开切眼及相关硐室围岩变形情况复杂,且该工况下支护结构可靠性验证及优化研究不足等问题,通过FLAC^(3D)与ANSYS数值模拟软件对采空区下开切眼掘进过程围岩及支护结构变形及受力进行模拟计算,并对支护工艺及相关参数进行优化,对比不同支护排距下巷道围岩变形及应力集中状态,并通过现场工程应用及围岩变形实测验证支护方案的合理性。研究表明:通过薄板理论计算得到开切眼顶板无支护条件下初次破断距为19.6 m,周期破断距为8 m,因此在进行架棚支护时最大滞后距离不应超过8 m;数值模拟计算表明当支护排距为1 m时,在锚杆+金属棚+单体支柱联合支护段,相比无支护条件顶板减沉率达到38.73%,支护排距加密为0.5 m后顶板减沉效果显著提高,开切眼中部顶板减沉率达到60%以上,加密支护后中部顶板下沉量降至20 mm以内,完全满足顶板支护要求;现场监测顶板最大下沉量12 mm,最大离层量6 mm,顶板控制效果良好。优化后方案在顶板下沉量控制与顶板垂直应力减压方面具有显著效果。 展开更多

关键词 支护工艺 开切眼 近距离煤层 大断面 围岩控制

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极近距离煤层下行开采巷道围岩支护技术研究 被引量：18

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作者 李松峰 陈军锋 《矿业安全与环保》 北大核心 2022年第2期127-131,共5页

为了研究极近距离煤层上煤层开采后应力、采空区对下煤层回采巷道布置及支护效果的影响,采用理论分析、数值模拟和现场实践等方法,根据塑性理论计算采空区底板最大破坏深度及范围,最大破坏深度达9.2 m,破坏范围为20.5 m。通过FLAC^(3D)... 为了研究极近距离煤层上煤层开采后应力、采空区对下煤层回采巷道布置及支护效果的影响,采用理论分析、数值模拟和现场实践等方法,根据塑性理论计算采空区底板最大破坏深度及范围,最大破坏深度达9.2 m,破坏范围为20.5 m。通过FLAC^(3D)数值软件模拟分析了极近距离煤层开采底板巷道围岩应力分布规律,得出距离底板不同深度的应力集中程度,以及下位煤层巷道与上方煤柱边缘合理的平面距离。现场巷道为弧顶直墙形,采用“U型钢拱形支架+锚杆索+注浆”联合支护方式。矿压观测结果表明,掘进期间两帮位移量近250 mm,顶板下沉量在80 mm左右,底鼓量约为50 mm。 展开更多

关键词 极近距离煤层 下行开采 应力分布 围岩控制 支护技术

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皮里青煤矿斜井穿厚松散层围岩分段支护技术研究 被引量：5

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作者 李季 丁自伟 《煤炭工程》 北大核心 2019年第1期35-39,共5页

针对皮里青矿厚回填土下斜井穿厚松散层部分围岩出现的围岩移近量明显、支护体破坏和喷射混凝土层不同程度开裂的问题,利用理论分析、数值模拟和现场试验等方法,研究了厚回填土下斜井穿厚松散层围岩变形破坏规律及支护技术,结果显示:厚... 针对皮里青矿厚回填土下斜井穿厚松散层部分围岩出现的围岩移近量明显、支护体破坏和喷射混凝土层不同程度开裂的问题,利用理论分析、数值模拟和现场试验等方法,研究了厚回填土下斜井穿厚松散层围岩变形破坏规律及支护技术,结果显示:厚回填土下斜井穿厚松散层围岩的变形破坏规律可归结为拱顶围岩承载能力弱、帮部围岩破坏严重及拱顶变形严重三方面。据此提出了厚回填土下斜井穿厚松散层围岩分段支护技术:表土层和风化基岩段采用承载力高的16#普通热轧型钢U型棚支护;稳定基岩段采用锚杆索协调支护,提高顶部围岩自稳能力。主斜井现场工业性试验结果表明:井筒围岩变形均在工程允许范围内,符合井筒使用要求。 展开更多

关键词 斜井 厚松散层 围岩控制 分段支护 锚网喷支护

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极近距离煤层采空区下回采巷道位置及围岩控制研究 被引量：35

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作者 王震 娄芳 +1 位作者 金士魁 王刚 《煤炭工程》 北大核心 2020年第2期1-4,共4页

为解决准南煤矿极近距离煤层采空区下1501工作面安全回采问题,运用理论计算、数值模拟及现场实测等手段,研究了1501工作面巷道位置及支护方式。结果表明:为有效避开上部采空区残留煤柱影响,1501回采巷道与上部残留煤柱的合理水平错距应... 为解决准南煤矿极近距离煤层采空区下1501工作面安全回采问题,运用理论计算、数值模拟及现场实测等手段,研究了1501工作面巷道位置及支护方式。结果表明:为有效避开上部采空区残留煤柱影响,1501回采巷道与上部残留煤柱的合理水平错距应为9m;针对极近距离煤层采空区底板应力分布规律、岩层厚度和力学性质等,提出了巷道支护对策及支护方案;1501工作面回采过程,巷道顶底板相对移近量最大为222. 5mm,两帮相对移近量最大为151mm,巷道未出现棚腿压折、冒顶、片帮现象,工作面实现了安全回采。 展开更多

关键词 极近距离煤层 采空区 巷道位置 围岩控制 支护技术

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