“巷道围岩控制”高影响力论文推荐 |《煤炭科学技术》

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“巷道围岩控制”高影响力论文推荐 |《煤炭科学技术》

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行业视野: 采矿
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专家; 23篇
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弱胶结软岩煤巷锚杆索-围岩变形协同控制方法研究

作者(Author)：谭云亮, 于凤海, 马成甫, 张广山, 赵伟

摘要：针对西部弱胶结软岩煤巷顶板支护易失效问题，在探究弱胶结泥岩物性组分及破坏力学特征基础上，分析弱胶结软岩巷道围岩破坏特征，揭示弱胶结软岩巷道顶板破坏失稳机理，提出弱胶结软岩高预紧力下锚杆-围岩变形协同机理，开发相应支护设计方法，并进行应用实践。结果表明：①弱胶结软岩黏土矿物含量高，微裂隙发育造成其强度小、黏聚力小、胶结性差、易碎胀，在低围压条件下就产生剪切滑移破坏，提高其等效黏聚力和围岩应力水平是提升其抗变形能力的最有效途径；②弱胶结泥岩特性、高水平应力及低锚杆（锚索）预紧力等因素综合作用下，弱胶结软岩顶板易发生整体性下沉，内部破裂严重，破裂范围最大达4.0 m，尤其是煤岩界面破裂剪胀使部分锚杆-锚索破断失效，加剧顶板破裂下沉；③锚杆支护作用体现在提高锚杆加固范围内岩层等效黏聚力，锚索支护则强调对其支护范围内岩层提供较强的支护应力，两者工作阻力越高支护效果越好；④高预紧力下锚杆与锚索联合支护时，锚杆、锚索变形与顶板变形下沉协同、相适应，且要最大程度发挥锚杆-锚索支护效能。现场应用表明，按照高预紧力锚杆-围岩形变协同支护后，弱胶结软岩巷道顶板控制效果好，达到设计预期，该方法为弱胶结软岩巷道支护提供参考。

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煤炭科学技术

2021年第01期

514

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近距离煤层强扰动巷道布置与支护技术研究

作者(Author)：戴文祥

摘要：针对上层煤残留煤柱集中应力影响下，回采巷道布置难度大、支护困难等一系列问题，以中煤大同能源有限责任公司塔山煤矿30515 综放工作面为背景，采用理论分析、数值模拟、现场实测等方法，研究了上覆煤柱集中应力在底板的传递特征，30515工作面合理煤柱及巷道布置方式，围岩支护参数优化等。研究结果表明：在底板不同深度上，距离煤柱均布载荷越远，应力的分布范围越大，但影响程度越小。3-5号煤层巷道基本布置在距离上层煤底板20 m的层位，此时，上至上覆煤柱中心水平距离25 m以远煤柱应力集中的影响趋近于0。为了最大限度节约煤炭资源，30515大采高综放工作面的回采巷道可以采用沿空掘巷的方式进行掘进，经过计算区段煤柱留设宽度为8 m时,峰值应力小于煤柱的承载极限，煤柱完整性较好，回采巷道不会出现大的变形。“锚网索+钢带”的联合支护方式能够控制回采巷道围岩变形，30515运输巷在掘进过程中全程无明显矿压显现。研究结论对类似条件下巷道的支护提供了指导

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煤炭科学技术

2020年第12期

258

930
深部高地应力巷道组合锚索高压注浆技术研究

作者(Author)：孙海良

摘要：为了解决深部高地应力巷道普遍存在的变形严重、支护困难等问题，对深部高应力巷道围岩变形破坏特征及其影响因素进行了分析，探讨了高强锚注支护作用机理，对组合锚索注浆支护技术及配套施工工艺进行了研究，设计了组合锚索高压注浆技术方案及工艺参数，并设计了新型组合锚索注浆封孔装置。研究结果表明：组合锚索注浆分为封口注浆和封孔注浆2部分，一次注浆后孔口被固化，承受注浆压力明显增强，由原来的3 MPa增大到8 MPa，注浆压力提高后浆液扩散半径明显增大，浆液沿着岩层的裂隙扩散，增加了破碎岩层的黏聚力和围岩整体强度，在巷道周围形成了稳定的承压组合拱，提高了巷道的稳定性；通过对比分析，组合锚索注浆支护段的巷道围岩控制效果明显好于普通支护段，通过组合锚索注浆的应用，大幅增强了巷道围岩支护强度，巷道围岩变形较普通支护段减小50%以上，较好控制了巷道围岩变形。

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煤炭科学技术

2020年第12期

245

585
深井高应力切顶卸压沿空掘巷围岩控制技术

作者(Author)：别小飞, 王文, 唐世界, 李化敏, 刘世峰, 张广杰

摘要：为解决矿井采掘接替紧张，沿空掘进的巷道变形严重、支护困难等问题，以赵固一矿为工程背景，提出了超前预裂切顶卸压沿空掘巷技术。基于切顶卸压沿空掘巷技术原理，对沿空掘巷围岩所受力学环境进行理论分析，确定了超前预裂切顶卸压技术中爆破、装药及沿空掘巷支护等相关技术参数，并在现场进行了工业性试验。试验结果表明：超前预裂切顶卸压沿空掘巷技术能够人为预裂成缝，切断巷道顶板与煤柱帮顶板之间的联系，改善沿空掘巷力学环境，确保其顶板结构整体稳定；在工作面回采巷道实施预裂爆破切顶卸压技术对相邻工作面沿空掘巷起到良好的卸压效果，巷道顶底板相对移近量为60～180 mm，两帮相对移近量为25～80 mm，锚索的载荷压力最大值为24 MPa，掘进过程中巷道围岩压力变小，有效抑制了巷道变形，支护质量显著改善。切顶卸压沿空掘巷技术在赵固一矿的应用使采掘接替紧张等问题得到有效解决。

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煤炭科学技术

2020年第09期

421

788
断层附近软岩巷道围岩破坏机理及控制研究

作者(Author)：谢小平, 吴刚, 尉瑞, 刘晓宁

摘要：基于某煤矿断层附近软岩巷道围岩变形破坏严重的问题，采用试验测试、理论分析和数值模拟相结合的方法，分析了原回采巷道支护方案及其效果，研究了该煤矿断层附近巷道围岩破碎区范围、构造应力规律及泥岩风化和水理共同作用的崩解软化特征，研究了断层附近软岩巷道围岩变形控制对策，提出了“锚带网喷+中空注浆锚索”联合支护技术方案。根据现场2408工作面回风巷的实际条件，通过钻孔录像对新开掘巷道围岩内部进行观察得出：巷道围岩1～3 m较为破碎，4～5 m破碎程度较小，但是也存在一定得裂隙，矿井断层带附近软岩巷道围岩控制应充分考虑对破碎区围岩的加固；通过地应力测量结果可知：该煤矿井下断层构造应力以水平应力为主，即矿井巷道围岩控制应充分考虑水平应力的影响；数值模拟分析结果显示巷道采用原有支护方案时，巷道左帮、右帮、顶板、底板最大变形量分别为-109、-160、-133、-112 mm，巷道采用优化支护方案时，巷道左帮、右帮、顶板、底板最大巷道变形量为-66、-65、-49、-86 mm，即巷道采用优化支护技术方案后，围岩变形量明显降低，进而确定了回采巷道优化联合支护的技术参数。2408回风巷掘进40 d后，巷道围岩逐渐趋于稳定，两帮的相对移近量和顶板下沉量均小于50 mm，相对于采用原支护方案围岩变形量降低50%以上，巷道围岩变形得到有效控制。

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煤炭科学技术

2020年第09期

346

619
沿空留巷围岩卸压支护协同控制技术研究

作者(Author)：陈金宇

摘要：为解决沿空巷道受相邻采空区未断裂基本顶形成的悬臂梁支承压力影响的问题，采用水力压裂顶板卸压的方法，对采空区基本顶提前压裂，尽量减少相邻采空区基本顶形成悬臂梁结构，从而降低和转移沿空巷道顶板所受支撑压力的强度。在此基础上采用柔膜袋充填混凝土在沿空巷道和采空区间做假墙，对充填混凝土进行井下强度测试，同时对沿空巷道顶板以及所做的假墙进行强力锚网支护，使其最大限度恢复到三向应力状态，提高其抗载能力。通过现场假墙压应力和顶底板移近量监测对比表明：进行水力压裂卸压后，假墙承受沿空巷道顶板最大压应力为21 MPa,比未进行水力压裂卸压区域所受压应力降低了36.4%；沿空巷道顶底板移近量为320 mm，降低了46.5%。水力压裂卸压后，极大改善了3109辅助进风巷的应力环境，降低了沿空巷道顶底板移近量，保证了沿空巷道的安全使用，有效的缓解采掘紧张的局面。

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煤炭科学技术

2020年第08期

299

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区段大煤柱水力压裂切顶护巷技术研究

作者(Author)：司瑞江, 李飞鹏, 赵璐璐, 许利军, 冯恒星

摘要：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。

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煤炭科学技术

2020年第07期

305

630
深部大断面巷道交叉点围岩稳定性分析及控制技术

作者(Author)：杨军辉, 蒋再胜, 谢生荣

摘要：针对邢东矿-760 m水平大断面巷道交叉点顶板明显下沉、两帮剧烈收敛、底板强烈鼓起、柱墙岩体破碎松散等巷道变形破坏特征，采用理论分析、数值模拟、工程类比及现场观测等方法，针对性地提出了集多层次交错密集高强度锚杆（索）支护技术、多层混凝土喷层拱支护、壁后注浆加固拱和柱墙浇注混凝土加固于一体的锚喷网注联合支护技术，剖析了深部大断面交叉点具体支护方法的围岩控制机理。研究表明：①当锚杆安装越密集时，压应力叠加所形成承压拱的最小厚度越大，压力拱承载能力越强；②锚杆间距大于700 mm时，喷层结构最大承载力小于0.55 MPa，随着锚杆间距减小至 400 mm，喷层承载能力与锚杆间距呈类幂函数增长关系；③喷层结构承载能力与喷层厚度呈类线性关系，即喷层承载能力随喷层厚度增大而线性增大；④数值模拟结果表明围岩塑性破坏深度较大的区域位于顶部两肩窝处，且交叉点大部分塑性区深度小于2.4 m，锚杆长度确定为2.4 m时，能够使得锚杆锚固在岩体的弹性区内。基于以上研究，结合现场地质生产条件确定巷道交叉点围岩支护方案，并进行现场工程应用。工程实践表明，采用锚喷网注联合控制技术后，顶底板、两帮移近量最大分别为166、134 mm，移近速率最大分别为9.8、7.3 mm/d，巷道围岩总体收敛情况较好，有效控制了-760 m水平大断面巷道交叉点围岩变形。

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煤炭科学技术

2020年第06期

678

703