超大断面巷道支护关键技术及采动应力演化规律

1

作者 程利兴 王锐 +4 位作者 张镇 李增林 任建超 汪占领 贾金河 《煤炭学报》 北大核心 2025年第4期1979-1992,共14页

针对超大断面巷道围岩变形控制难题,以曹家滩煤矿超大采高工作面回采巷道为研究背景,研究了曹家滩煤矿顶板岩层分布规律,分析了“高+低层位厚硬顶板”结构特征,明确了动压巷道围岩变形呈现非对称性、分区性、持续性的特征及其形成机理... 针对超大断面巷道围岩变形控制难题,以曹家滩煤矿超大采高工作面回采巷道为研究背景,研究了曹家滩煤矿顶板岩层分布规律,分析了“高+低层位厚硬顶板”结构特征,明确了动压巷道围岩变形呈现非对称性、分区性、持续性的特征及其形成机理。采用数值计算分析了巷道断面尺寸对围岩稳定性的影响及支护预应力场分布特征,确定了合理的锚杆支护参数,提出了高预应力锚杆支护提高近场围岩稳定性、顶板水力压裂降低远场矿压动载的协同控制技术,分析了不同煤柱宽度下围岩应力及塑性破坏分布规律,确定了超大采高工作面合理护巷煤柱宽度为25 m,制定了超大断面巷道锚杆支护及水力压裂卸压技术方案。采用自主研发的超大断面巷道矿压监测预警系统平台,揭示了超大采高工作面动压巷道采动应力演化规律,获取了压裂区顶板微震能量演化规律及空间分布特征。结果表明:超大断面巷道掘进期间巷道未发生明显变形,锚杆受力很快趋于稳定。工作面回采阶段超前影响范围135.7 m,辅助运输巷滞后工作面229.6 m矿压基本趋于稳定,工作面超前支承压力峰值位于25.3~31.7 m内,锚杆受力及煤柱应力剧烈变化周期短,且很快趋于稳定,锚杆最大受力142 kN,锚索最大受力178 kN,煤柱最大应力增量8.6 MPa。相对于普通综放工作面,留巷巷道矿压影响周期明显减小,顶板水力压裂显著弱化了坚硬厚顶板,有效减小了煤柱侧向支承压力的持续作用。煤柱侧向顶板微震能量在超前工作面170 m至滞后工作面220 m显著增大,在滞后工作面20~60 m顶板活动最为强烈,随后迅速减小,表明顶板高低层位岩层及时有序垮落,微震能量与采动应力演化规律具有较好的一致性,揭示了顶板高低位岩层运移状态与矿压形成机理。超大断面巷道围岩全周期内均未出现明显变形,表明超大断面巷道采用高预应力锚杆支护与顶板压裂卸压协同控制技术,达到了较好的围岩变形控制效果。 展开更多

关键词 超大断面巷道 锚杆支护 采动应力 围岩控制 水力压裂卸压 微震能量

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基于3D打印的裂隙围岩巷道变形破坏特征物理模拟研究

2

作者 王宗可 蒋力帅 +3 位作者 刘玉磊 何鑫 赵武胜 黄屹峰 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2025年第3期128-140,共13页

煤矿巷道围岩普遍存在结构复杂、裂隙发育等特点,极大影响巷道的稳定性,因此研究裂隙围岩巷道变形破坏特征具有重要的理论意义和工程价值。以西部某煤矿12上302辅运巷为工程背景,采用砂型3D打印技术分层制备完整围岩巷道与裂隙围岩巷道... 煤矿巷道围岩普遍存在结构复杂、裂隙发育等特点,极大影响巷道的稳定性,因此研究裂隙围岩巷道变形破坏特征具有重要的理论意义和工程价值。以西部某煤矿12上302辅运巷为工程背景,采用砂型3D打印技术分层制备完整围岩巷道与裂隙围岩巷道物理模型,通过双轴加载试验与数字散斑技术(DIC)相结合的方式,探究围岩裂隙对巷道变形破坏规律的影响以及裂隙围岩巷道破坏分区特征。研究结果表明:采用粒径为0.070~0.140 mm和0.100~0.200 mm的硅砂,并改变基质配比,能够实现不同煤岩强度的分层打印,满足各煤岩强度比例关系;双轴加载后完整围岩巷道模型呈现巷道肩角处首先出现裂纹,两帮破碎且顶板下沉,以剪切破坏为主。裂隙围岩巷道模型的破坏主要沿预制裂隙演化,两帮破坏更加明显且出现块状破碎,一定程度上再现了实际工程巷道变形破坏特征;通过现场实测裂隙参数,并借助砂型3D打印技术可将测得裂隙参数导入巷道物理模型,能有效模拟实际工程中的巷道围岩变形破坏情况。研究成果能够为裂隙围岩巷道变形破坏特征的进一步研究提供借鉴,为砂型3D打印技术在巷道物理模型的应用提供试验基础。 展开更多

关键词 裂隙围岩 砂型3D打印 巷道物理模拟 DIC 破坏特征

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近距离煤层群预掘回撤通道应力叠加特征及顶板结构调控

3

作者 傅孜钊 柏建彪 +4 位作者 闫帅 张栋 郑晓东 孙广军 王永杰 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第6期383-395,共13页

近距离煤层群预掘回撤通道应力扰动及顶板情况复杂,回撤通道施工期间围岩破坏严重,巷道围岩控制难度大。以某矿1205工作面回撤通道为背景,构建近距离煤层群回撤通道顶板力学模型,估算上部煤层工作面底板破坏深度,模拟反演下部煤层回撤... 近距离煤层群预掘回撤通道应力扰动及顶板情况复杂,回撤通道施工期间围岩破坏严重,巷道围岩控制难度大。以某矿1205工作面回撤通道为背景,构建近距离煤层群回撤通道顶板力学模型,估算上部煤层工作面底板破坏深度,模拟反演下部煤层回撤通道顶板围岩裂隙演化规律,揭示该类巷道失稳机理,提出一种围岩综合稳定控制技术并进行现场工程验证。结果表明:通过建立末采期间回撤通道顶板力学模型,确定在该矿地质条件下,工作面与回撤通道贯通后可以保证回撤通道围岩稳定的支护阻力P_(1)≥3.05 MPa;采用多元线性与非线性回归分析优化后的经验公式估算上部煤层工作面底板破坏深度大于8.41 m,小于层间距13.3 m;利用UDEC数值计算模型反演了回撤通道顶板裂隙演化规律,确定了采空区下回撤通道顶板提前10 m采取加固措施,煤柱下回撤通道顶板提前15 m采取加固措施;提出回撤通道锚杆索+单体支柱主被动联合支护与煤柱下部通道内顶板超前预裂围岩综合稳定控制技术,应用于回撤通道不同应力影响区域。矿压监测结果表明:工作面回撤通道施工期间,围岩变形量小,锚杆锚索受力变化较小,围岩控制效果良好,保证了1205工作面安全高效回撤。 展开更多

关键词 近距离煤层 回撤通道 数值模拟 水力压裂 巷道围岩控制

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基于极光优化算法的沿空掘巷煤柱宽度优化及应用

4

作者 赵宝福 《工矿自动化》 北大核心 2025年第7期164-170,共7页

针对现有沿空掘巷煤柱宽度优化研究流程复杂、耗时冗长等问题,引入极光优化(PLO)算法对沿空掘巷煤柱宽度进行自动寻优。采用理论分析、智能寻优和现场试验的方法,研究了基本顶沿空掘巷侧方断入煤体深度,确定了沿空掘巷内应力场分布范围... 针对现有沿空掘巷煤柱宽度优化研究流程复杂、耗时冗长等问题,引入极光优化(PLO)算法对沿空掘巷煤柱宽度进行自动寻优。采用理论分析、智能寻优和现场试验的方法,研究了基本顶沿空掘巷侧方断入煤体深度,确定了沿空掘巷内应力场分布范围和沿空掘巷的合理布置区域;根据巷道布置原则,基于极限平衡理论,得到煤柱留设宽度范围为1.5~7.0m。提出了基于PLO算法的煤柱宽度优化方法,建立了以沿空掘巷围岩变形为评价指标的适应度函数,经过迭代寻优后,得到最佳煤柱宽度为7.0m。基于最佳煤柱宽度,设计了沿空掘巷锚杆索网联合支护方案。现场实践结果表明,7.0m煤柱及综合控制技术在掘采过程中有效地控制了沿空掘巷围岩变形量,能够维持巷道整体稳定,提高了煤炭资源采出率,实现了经济效益的最大化。 展开更多

关键词 沿空掘巷 围岩变形控制 煤柱宽度 极光优化算法 应力场分布 基本顶破断位置

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深部巷道围岩裂隙注浆加固浆液扩散规律研究 被引量：13

5

作者 肖同强 余子豪 +1 位作者 李怀珍 许磊 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第1期16-24,共9页

目的为了解决深部巷道围岩裂隙注浆加固难题,方法采用现场矿压观测、数值模拟等方法,结果研究得到深部巷道围岩破坏特征:深部巷道呈现“顶、帮、底”全断面大变形现象,围岩破坏深度显著增加;深部巷道围岩由浅至深形成裂隙发育区、裂隙... 目的为了解决深部巷道围岩裂隙注浆加固难题,方法采用现场矿压观测、数值模拟等方法,结果研究得到深部巷道围岩破坏特征:深部巷道呈现“顶、帮、底”全断面大变形现象,围岩破坏深度显著增加;深部巷道围岩由浅至深形成裂隙发育区、裂隙扩展区和原生裂隙区,其中裂隙扩展区裂隙较小,注入难度较大。采用数值模拟方法,分析裂隙特征、注浆压力、浆液水灰比等因素对浆液扩散特征的影响规律,结果表明:裂隙开度对浆液扩散半径影响显著,而裂隙粗糙度的影响较小;对于裂隙开度较大的裂隙发育区,采用常规注浆压力;对于裂隙扩展区,裂隙开度较小(小于0.10 mm),应采用高于10 MPa的注浆压力;浆液扩散半径与注浆压力、水灰比呈正比,但对于深部微围岩裂隙而言,注浆压力存在临界点,不应盲目增大注浆压力,选取水灰比时,应综合考虑浆液扩散半径和浆液析水效应。结论对于注浆工程而言,选取浆液配比及注浆压力时,应考虑巷道开挖后围岩裂隙开度的发育状态。 展开更多

关键词 深部巷道 围岩裂隙 注浆加固 浆液扩散

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坚硬顶板切顶卸压技术对巷道围岩变形规律影响 被引量：14

6

作者 赵常辛 李晓旭 +2 位作者 石蒙 冀瑞锋 张焱 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第1期147-154,共8页

针对特厚煤层坚硬顶板、宽煤柱条件下临空巷道面临的高围岩应力、大变形等问题,以老石旦煤矿16403综放工作面为工程研究背景,从宽煤柱顶板侧向破断结构角度对临空巷道大变形的影响因素进行了理论分析,采用数值模拟方法研究了对16402运... 针对特厚煤层坚硬顶板、宽煤柱条件下临空巷道面临的高围岩应力、大变形等问题,以老石旦煤矿16403综放工作面为工程研究背景,从宽煤柱顶板侧向破断结构角度对临空巷道大变形的影响因素进行了理论分析,采用数值模拟方法研究了对16402运输巷实施不同切顶卸压方案时,临近采空区的16403回风巷侧向顶板采动应力传递规律,并在现场施工水力压裂钻孔进行切顶卸压,实现临空巷道围岩变形控制。研究结果表明:“低位坚硬岩层悬臂梁+高位坚硬岩层砌体梁”破断结构是特厚煤层宽煤柱临空巷道大变形的主要原因,可采用切顶卸压技术破坏宽煤柱顶板侧向破断结构来控制临空巷道围岩大变形;切顶角变化可使关键块B长度发生改变,切顶角越大,则关键块B长度越小,临空侧顶板载荷向煤柱传递的程度越弱,临空巷道围岩承受的采动应力越小,切顶角为100°时临空巷道围岩垂直应力与变形量最小;在16402运输巷以切顶角100°施工水力压裂钻孔后,16403回风巷顶底板变形量较未实施切顶卸压的16402回风巷减小86.5%,两帮变形量减小87.1%,临空巷道围岩稳定性得到极大提高。 展开更多

关键词 综放工作面 留煤柱护巷 临空巷道 围岩变形控制 切顶卸压 水力压裂

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地下掘进巷道富水破碎围岩锚杆支护参数优化 被引量：12

7

作者 尹胜 周宗红 +1 位作者 张晶 乔木 《有色金属工程》 CAS 北大核心 2024年第2期119-127,共9页

针对矿山掘进巷道富水破碎区支护方案不合理,出现冒顶、片帮等问题,以1 660 m水平YM-Ⅱ巷道迎头大理岩破碎区为工程背景,进行巷道支护参数优化研究。为了合理有效地支护巷道和降低支护成本,结合现场实际建立巷道模型,采用正交试验设计... 针对矿山掘进巷道富水破碎区支护方案不合理,出现冒顶、片帮等问题,以1 660 m水平YM-Ⅱ巷道迎头大理岩破碎区为工程背景,进行巷道支护参数优化研究。为了合理有效地支护巷道和降低支护成本,结合现场实际建立巷道模型,采用正交试验设计的支护方案,利用FLAC3D数值模拟软件模拟计算,通过模拟结果对比分析巷道围岩的稳定性。结果表明:锚杆长度主要影响巷道围岩变形量,锚杆间排距主要影响是巷道围岩破坏情况;最优支护方案为锚杆直径40 mm、长度1.8 m、间排距0.9 m×0.9 m,可减少巷道围岩位移量70.77%、塑性区体积63.91%、垂直应力12.96%,有效控制巷道围岩稳定性,为矿山安全生产提供保证。研究结果可为富水破碎区围岩巷道支护设计和地压治理提供参考。 展开更多

关键词 富水破碎围岩巷道 数值模拟 锚杆支护 参数优化

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迎采掘进巷道水力切顶关键部位对顶板断裂行为的影响 被引量：2

8

作者 林榆昆 刘江伟 +1 位作者 刘耀友 刘长友 《煤炭学报》 CSCD 北大核心 2024年第S2期593-605,共13页

动压巷道往往存在着巷道变形严重、围岩控制困难等问题,动压巷道大变形问题通常与围岩自身特性和动静载叠加形成的应力环境有关。山西怀仁峙峰山煤矿5号煤层回采巷道掘进采用迎采动的掘进方式,即存在掘进工作面和回采工作面交锋的问题,... 动压巷道往往存在着巷道变形严重、围岩控制困难等问题,动压巷道大变形问题通常与围岩自身特性和动静载叠加形成的应力环境有关。山西怀仁峙峰山煤矿5号煤层回采巷道掘进采用迎采动的掘进方式,即存在掘进工作面和回采工作面交锋的问题,迎采掘进会造成相邻工作面巷道的围岩结构失稳而引发大变形问题,使巷道维护困难,严重制约着煤炭资源的安全高效生产。针对此,提出了在应力传递路径上实施水力压裂的方法,破坏指定区域的岩体结构,从而降低巷道围岩范围内的应力,控制巷道的围岩稳定性;构建了坚硬岩层断裂部位的岩梁力学模型,通过峙峰山煤矿岩体的物理力学参数计算了水力切顶位置与顶板弯曲弹性能、顶板下沉速率的关系,分析了坚硬顶板断裂部位对断裂行为的影响。结合现场工程验证等方式,揭示了迎采掘进巷道大变形的机理,确定合理的压裂位置。研究结果表明:在坚硬岩层关键部位进行水力压裂切顶卸压可以破坏应力传递路径,降低上覆岩层的应力叠加效应,控制顶板能量释放的速率,压裂后巷道的累计围岩变形量普遍降低了40%~60%,表明在关键部位水力切顶实现了对迎采掘进巷道围岩的有效控制,有效解决了临近巷道的围岩失稳大变形的问题,理论结果可以指导现场施工,证实了模型的可靠性。 展开更多

关键词 动压巷道 水力压裂 迎采掘进 能量释放 围岩失稳

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煤矿深部岩巷围岩控制理论与支护技术 被引量：264

9

作者 袁亮 薛俊华 +1 位作者 刘泉声 刘滨 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期535-543,共9页

采用现场大规模地质调查与试验监测、实验室岩石力学试验、数值模拟和理论分析等综合研究方法,系统地研究了淮南矿区深部岩巷围岩的复杂赋存条件,提出了深部岩巷围岩分类标准体系。分析了其在高地应力、高渗透压力和高温度梯度("三... 采用现场大规模地质调查与试验监测、实验室岩石力学试验、数值模拟和理论分析等综合研究方法,系统地研究了淮南矿区深部岩巷围岩的复杂赋存条件,提出了深部岩巷围岩分类标准体系。分析了其在高地应力、高渗透压力和高温度梯度("三高")耦合作用下的变形破裂机理和稳定性演化规律,在此基础上提出了基于"应力状态恢复改善、围岩增强、破裂固结与损伤修复、应力转移与承载圈扩大"4项基本原则的深部岩巷围岩稳定控制理论,提出了针对各类围岩进行深部岩巷围岩稳定控制的技术措施体系及分步联合支护理念,总结形成了淮南矿区深部岩巷围岩稳定与施工安全控制的成套技术。 展开更多

关键词 深部岩巷 稳定性控制理论 分步联合支护 围岩分类 赋存条件 破裂机理

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金川矿山深部巷道围岩松动圈厚度测试与分析 被引量：19

10

作者 曹平 陈冲 +2 位作者 张科 蒲成志 刘涛影 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期2839-2844,共6页

为了分析金川深部巷道底臌形成过程以及支护对巷道稳定性的影响,运用声波单孔探测法,使用水做耦合剂,对巷道围岩松动圈进行测试。根据测出的深度-孔深曲线和各测孔漏水情况得出3个断面松动圈厚度以及围岩破碎程度。研究结果表明:初次支... 为了分析金川深部巷道底臌形成过程以及支护对巷道稳定性的影响,运用声波单孔探测法,使用水做耦合剂,对巷道围岩松动圈进行测试。根据测出的深度-孔深曲线和各测孔漏水情况得出3个断面松动圈厚度以及围岩破碎程度。研究结果表明:初次支护设计对围岩松动圈有重要影响,巷道开挖支护一段时间后,松动圈厚度趋于稳定,返修后巷道围岩松动圈厚度不会有很大变化。巷道顶板和底角的围岩松动圈比两帮的厚,特别是底角处的松动圈较厚,在巷道两帮传递的集中应力的作用下,易发生破碎与移动,对于巷道围岩稳定性也有较大的影响。因此,使用锚索或者长度大于2.5 m的锚杆支护顶底角,对于延长巷道使用期限、减少返修周期具有重要意义。 展开更多

关键词 深部开采 松动圈 破碎围岩 底臌 巷道支护

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深部巷道围岩分区破裂化数值模拟 被引量：49

11

作者 高富强 康红普 林健 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期21-25,共5页

采用有限差分数值计算软件FLAC对巷道围岩分区破裂化进行研究,分析了分区破裂的产生及演化过程,即巷道开挖后,随着原岩应力的释放,多条破裂带从巷道表面或临近周边逐步向围岩深处延伸,在延伸过程中,单条破裂带可能会分叉成两条甚至多条... 采用有限差分数值计算软件FLAC对巷道围岩分区破裂化进行研究,分析了分区破裂的产生及演化过程,即巷道开挖后,随着原岩应力的释放,多条破裂带从巷道表面或临近周边逐步向围岩深处延伸,在延伸过程中,单条破裂带可能会分叉成两条甚至多条破裂带,这些破裂带互相交叉,在巷道浅部围岩形成网状间隔破裂区,在深部围岩形成环带状间隔破裂区。岩体初始应力水平、侧压系数及巷道断面形状等对巷道围岩分区破裂化都有显著影响。数值模拟结果与前人的现场研究成果有很好的一致性。 展开更多

关键词 深部巷道 围岩分区破裂化 FLAC 破裂带

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煤层动态裂隙充填瓦斯抽采技术试验研究 被引量：11

12

作者 娄振 魏国营 +3 位作者 张书进 贾天让 秦宾宾 王良金 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第10期127-132,共6页

为缩短常规封孔深度,延长钻孔有效使用寿命,实现煤矿井下瓦斯(甲烷)抽采高效密封,针对钻孔及周边煤体漏气问题,从巷道围岩变形角度探讨钻孔周边裂隙带漏气失效机制,提出并研究动态裂隙充填密封瓦斯抽采技术,并进行相关工程试验。结果表... 为缩短常规封孔深度,延长钻孔有效使用寿命,实现煤矿井下瓦斯(甲烷)抽采高效密封,针对钻孔及周边煤体漏气问题,从巷道围岩变形角度探讨钻孔周边裂隙带漏气失效机制,提出并研究动态裂隙充填密封瓦斯抽采技术,并进行相关工程试验。结果表明,与常规的"两堵一注"封孔技术相比,采用动态裂隙充填技术的钻孔封孔深度缩短一半以上;在连续71天的抽采过程中,单孔平均抽采瓦斯体积分数提高了85%;钻孔平均累计抽采量和高效抽采时间均是"两堵一注"封孔的3倍以上;成本降低30%左右。 展开更多

关键词 瓦斯抽采 漏气失效 高效密封 巷道围岩 裂隙充填

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软弱破碎围岩运输巷道变形机理及修复支护 被引量：18

13

作者 吴爱祥 胡凯建 +2 位作者 黄明清 王贻明 王晶军 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期2162-2168,共7页

为解决井下软弱破碎围岩巷道的支护问题,以巴鲁巴铜矿580 m水平运输巷道为研究对象,对巷道稳定性进行监测,分析巷道的变形特征及其影响因素,认为应力集中、围岩软弱破碎、支护强度低以及水的影响是巷道变形的主要影响因素。对巷道变形... 为解决井下软弱破碎围岩巷道的支护问题,以巴鲁巴铜矿580 m水平运输巷道为研究对象,对巷道稳定性进行监测,分析巷道的变形特征及其影响因素,认为应力集中、围岩软弱破碎、支护强度低以及水的影响是巷道变形的主要影响因素。对巷道变形机理进行研究,建立巷道力学模型,在此基础上结合现场实际提出"钢拱架+长锚索"联合支护方案。使用FLAC3D对修复前后巷道稳定性进行模拟分析。研究结果表明:修复后巷道应力集中区域远离巷道表面,巷道围岩塑性区域面积下降40%。对巷道进行修复并对其稳定性进行监测,60 d内巷道两帮最大收敛变形量为39 mm、顶板最大下沉量为50 mm,没有明显的底鼓发生,巷道变形得到有效控制。 展开更多

关键词 巴鲁巴铜矿 运输巷道 软弱破碎围岩 变形机理 修复支护 数值模拟

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基本顶断裂形式对倾斜煤层沿空半煤岩巷围岩稳定性影响研究及工程应用 被引量：17

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作者 高林 刘鹏泽 +2 位作者 张盼栋 吴桂义 康向涛 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期73-80,共8页

倾斜煤层沿空半煤岩巷由于围岩结构的非对称性和非均质性,受采掘扰动影响,巷道围岩呈现更严重的变形破坏。为揭示不同基本顶断裂形式对倾斜煤层沿空半煤岩巷围岩稳定性的影响规律,采用数值模拟方法针对该类巷道4种基本顶断裂形式下巷道... 倾斜煤层沿空半煤岩巷由于围岩结构的非对称性和非均质性,受采掘扰动影响,巷道围岩呈现更严重的变形破坏。为揭示不同基本顶断裂形式对倾斜煤层沿空半煤岩巷围岩稳定性的影响规律,采用数值模拟方法针对该类巷道4种基本顶断裂形式下巷道围岩变形特征进行了研究。结果表明:基本顶断裂线位置对该类巷道围岩稳定性的影响程度由小到大依次为:采空区侧、煤柱上方、实体煤侧、巷道上方;基本顶断裂线位于采空区侧时,煤柱轴向、横向应力增速均小于其他情况,垂直位移也最小,煤柱变形在允许范围内,可保持后期对顶板的支承能力,对巷道维护最有利。在此基础上,以贵州某矿1511工作面回风巷为工程背景进行了工业试验,通过理论计算和现场钻孔探测综合分析得出,为避免基本顶断裂线位于煤柱上方靠巷道侧,下一步掘进时煤柱宽度应由3 m改为5 m。掘采期间断面检测结果显示,断面最大收缩率为23.3%,最大非对称变形率为5.2%,巷道整体均匀协调变形,进一步验证了研究成果的可靠性。 展开更多

关键词 围岩稳定性 半煤岩巷道 基本顶断裂位置 影响规律 沿空掘巷 煤柱宽度 倾斜煤层

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区段大煤柱水力压裂切顶护巷技术研究 被引量：32

15

作者 司瑞江 李飞鹏 +2 位作者 赵璐璐 许利军 冯恒星 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第7期282-287,共6页

针对工作面回采过程中沿空留巷围岩应力高、蠕变变形大的难题,以赵庄矿井1309工作面为研究背景,用理论计算的方法开展了沿空留巷区域围岩结构力学分析,并提出了适用于该矿井的顶板双向水力压裂护巷工艺和效果检测方法。研究结果表明:13... 针对工作面回采过程中沿空留巷围岩应力高、蠕变变形大的难题,以赵庄矿井1309工作面为研究背景,用理论计算的方法开展了沿空留巷区域围岩结构力学分析,并提出了适用于该矿井的顶板双向水力压裂护巷工艺和效果检测方法。研究结果表明:13092巷道变形程度由煤体单轴抗压强度、煤层埋深、顶板岩梁强度共同决定,在以上因素的叠加作用下采空区侧向顶板挤压煤柱,煤柱塑性区范围扩大,侧向应力向煤柱深部转移,顶板断裂前煤柱内弹塑性过渡区域垂直应力达到最大值,受侧向应力峰值影响13092巷道发生强烈蠕变变形,巷道断面维护困难;通过在13091巷道布置双向水力压裂孔,提前弱化顶板,破坏其应力传递和能量积聚的条件,有效地进行了人为断裂线的预制,并改善断裂线在煤柱上方的倾向位置,减缓了煤柱受挤压程度;在巷道上方施工的水力压裂孔能够有效促使关键岩块B回转下沉,减小了1309工作面侧向悬顶的长度,垮落的关键岩块B能够较好地对高位岩层形成支承作用;在施工水力压裂孔后相应区域巷道变形量缩小40%,煤柱边界区域微震事件数和微震能量值均有大幅度减小,保证了沿空巷道在回采期间的围岩稳定性。该研究成果探索了顶板水力压裂护巷在晋煤矿区应用的可行性,并为类似矿井条件下开展压裂工艺提供了工程指导。 展开更多

关键词 切顶护巷 区段大煤柱 水力压裂 围岩应力 沿空留巷

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回采巷道围岩结构与裂隙分布特征及锚杆支护机理研究 被引量：19

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作者 薛亚东 康天合 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第z1期97-101,共5页

通过对西山、汾西、霍州等矿区 9个煤矿 2 1个煤层的调查统计 ,将回采巷道顶板按岩性与层次结构特征分为多层薄层顶板、复合顶板、厚层整体顶板和厚煤层顶板 4种类型 .针对不同围岩结构 ,通过相似材料模型试验 ,研究了巷道在无支护和锚... 通过对西山、汾西、霍州等矿区 9个煤矿 2 1个煤层的调查统计 ,将回采巷道顶板按岩性与层次结构特征分为多层薄层顶板、复合顶板、厚层整体顶板和厚煤层顶板 4种类型 .针对不同围岩结构 ,通过相似材料模型试验 ,研究了巷道在无支护和锚杆支护条件下的变形破坏规律 ,指出了不同围岩结构的巷道支护重点 。 展开更多

关键词 回采巷道 围岩结构 锚杆 裂隙分布 相似模拟

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深井松散煤巷超高强预应力组合锚杆支护技术 被引量：12

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作者 赵一鸣 张农 +1 位作者 阚甲广 黄向菁 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2008年第2期222-225,共4页

深井松散煤巷支护一直是制约矿井安全生产的难题,常规的锚杆支护方式及支护强度已很难适应其变形特征。文中以丁集煤矿1262(1)巷道为例,在新型锚杆强化支护体系的应用研究中,采用了超高强预应力组合锚杆支护技术,通过加大支护强度及采... 深井松散煤巷支护一直是制约矿井安全生产的难题,常规的锚杆支护方式及支护强度已很难适应其变形特征。文中以丁集煤矿1262(1)巷道为例,在新型锚杆强化支护体系的应用研究中,采用了超高强预应力组合锚杆支护技术,通过加大支护强度及采取各种补强措施,进一步优化围岩应力场,充分调动围岩自身承载能力,有效控制了巷道围岩变形,实现了巷道长期稳定,满足了矿井的安全高效生产,并为该类煤层巷道推行锚杆支护技术提供了参考和借鉴。 展开更多

关键词 深井 松散围岩 超高强预应力锚杆 煤巷锚杆支护

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破碎围岩非对称进路巷道支护技术研究与应用 被引量：2

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作者 冯帆 王二雨 +2 位作者 郭忠平 王亚军 张阳阳 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2014年第9期1178-1182,共5页

针对倾斜软弱破碎围岩矿体,在采用下向进路分层充填采矿法的基础上,提出"自测预应力让压锚杆+金属网+让压免张拉预应力锚索"联合支护方案对非对称进路巷道两帮围岩进行支护.结合工程实际,应用此联合支护方案于蚕庄金矿,确定... 针对倾斜软弱破碎围岩矿体,在采用下向进路分层充填采矿法的基础上,提出"自测预应力让压锚杆+金属网+让压免张拉预应力锚索"联合支护方案对非对称进路巷道两帮围岩进行支护.结合工程实际,应用此联合支护方案于蚕庄金矿,确定出锚杆与锚索各相关参数,并得出采场围岩破坏范围与加固原理图,最后采用UDEC数值模拟软件对两帮围岩移近量及塑性区分布情况进行分析.研究结果表明:进路巷道两帮围岩稳定性良好.该支护方案极大地降低了矿石贫化率、损失率,并为回采作业提供了安全保障,具有一定的推广意义与使用价值. 展开更多

关键词 软弱破碎围岩 非对称进路巷道 联合支护 UDEC模拟 两帮稳定性

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深井破碎围岩巷道“三锚”动态迭加支护技术研究 被引量：5

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作者 王江峰 韩立军 +1 位作者 宗义江 郜建明 《中国煤炭》 北大核心 2010年第11期43-47,共5页

为了更好地解决深井极破碎围岩巷道难支护问题,基于赵庄煤矿管子道的地质条件和变形破坏特点,提出了由初次高性能锚网喷支护和二次锚注支护组成的"三锚"动态迭加支护技术方案,并给出了详细的技术参数。研究结果表明:通过全断... 为了更好地解决深井极破碎围岩巷道难支护问题,基于赵庄煤矿管子道的地质条件和变形破坏特点,提出了由初次高性能锚网喷支护和二次锚注支护组成的"三锚"动态迭加支护技术方案,并给出了详细的技术参数。研究结果表明:通过全断面注浆预加固、高性能锚网架喷支护、二次注浆加强支护以及底角和底板锚注加固,可形成积极有效的全断面锚注支护结构和多层组合拱(梁)结构,实现与巷道围岩的共同承载,提高了支护结构的整体性和承载能力,能够保证巷道围岩和支护结构较长时间内的稳定。 展开更多

关键词 深井 破碎围岩 巷道支护 “三锚”支护 动态迭加支护 围岩控制

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深部不同断面巷道分区破裂形态与围岩结构控制 被引量：3

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作者 许磊 郭帅 +3 位作者 Davide Elmo 刘洪林 洪紫杰 肖同强 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期720-729,共10页

采用理论分析、现场实测、模拟分析的方法,研究了各向等压条件下等效开挖矩形、直墙半圆拱和圆形断面分区破裂形态及围岩稳定结构。结论:3个断面分区破裂形态不同,矩形断面分区破裂呈“■”状分布,直墙半圆拱断面分区破裂呈多层的“■... 采用理论分析、现场实测、模拟分析的方法,研究了各向等压条件下等效开挖矩形、直墙半圆拱和圆形断面分区破裂形态及围岩稳定结构。结论:3个断面分区破裂形态不同,矩形断面分区破裂呈“■”状分布,直墙半圆拱断面分区破裂呈多层的“■”状分布,圆形断面分区破裂呈“花瓣”状分布;三个断面位移特征相似,位移等值线浅部呈正立的“鸡蛋壳”形,深部呈“碗”形;支承压力在主破裂面处降低,在最外层主破裂面头部集中,在破裂面之间完整岩层处升高,呈分区集中,“波谷—波峰—波谷”震荡增高的特征向外传播;理想正方形破裂面弦长有an+1=2(1/2)an(n=1,2,3,4)关系;浅部围岩分区破裂形成后,相当于深部围岩的伪开挖,3个断面均存在多层“■”形围岩承载结构。巷道稳定原理就是促进多层承载结构相互依存,共同承载。具体措施:加密、加粗、加长锚杆(索)支护结构,建立浅部与深部多层承载结构相互联系,在浅部形成稳定锚固体促进深部围岩稳定,主破裂面精准注浆修复围岩破裂面和限制主破裂面滑移。 展开更多

关键词 分区破裂 围岩结构 深部巷道 破裂形态

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