“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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二次采动影响下区段煤柱破坏机制及围岩控制技术

作者(Author)：乔元栋, 孟召平, 朱帅, 陈加更, 刘磊磊, 张宇

摘要：针对二次采动影响下区段煤柱破坏严重巷道难以控制的难题，以小纪汗煤矿11215工作面为工程背景，采用理论分析和数值模拟方法，分析了该工作面面临的二次采动下覆岩空间结构经历“O”形变化为“厂”形的接替过程，揭示了二次采动影响下巷道围岩的破坏机制，提出了差异化巷道围岩支护技术，并采用现场监测方法验证措施的可靠性。研究结果表明：①采动影响下煤柱变形破坏的控制是确保巷道断面快速掘进和安全回采的重要保障;②应力叠加与高强度开采的耦合作用、巷道断面与支护参数匹配不合理及回采推进速度的不协调是导致煤柱失稳的主要因素；③采用长锚索、高预应力锚索+钢带联合差异化控制，有效控制了11213工作面剩余段围岩的强烈变形，基本满足了巷道的使用要求。但由于采动应力的影响，回采过程中回采帮侧顶板下沉0.3 m，煤柱帮侧顶板下沉0.15 m，顶板最大下沉量约0.42 m，但采取措施巷道围岩完整性较好，不会影响运输及工作面回采，该技术也为类似工作面安全开采提供了有益参考。

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煤炭科学技术

2020年第06期

274

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中厚煤层留窄煤柱沿空掘巷支护技术研究

作者(Author)：王俊峰

摘要：为了减少综采工作面沿空掘巷煤柱的煤炭损失量并保证支护效果，以南梁煤矿3-1煤层30100工作面辅助运输巷为研究背景，采用理论分析、数值模拟及现场实测的综合研究方法，对南梁煤矿综采工作面煤柱的最小宽度及其支护方案进行了研究。研究表明：在巷道埋深为100 m、采高为2 m、窄煤柱采空区侧巷道煤帮的支护强度为0.25 MPa时，窄煤柱采空区侧基本顶断裂线位置深入煤壁2.53 m，这也是采空区影响窄煤柱稳定的塑性区宽度；在采空区影响窄煤柱的塑性区宽度为2.53 m、窄煤柱帮锚杆的有效长度为1.5 m、巷道埋深为100 m时，根据极限平衡理论确定出南梁煤矿3-1煤层30100工作面窄煤柱宽度为5 m；针对宽5 m的窄煤柱，确定巷道支护方案为窄煤柱侧锚杆支护、顶板锚杆与锚索联合支护、实体煤侧不支护的支护方案及其合理支护参数，窄煤柱侧的巷帮锚杆为16 mm×2 000 mm、间排距900 mm×1 000 mm、锚固长度600 mm，每排布置3根锚杆；巷道顶部采用20 mm×2 200 mm型左旋螺纹钢锚杆（间排距1 000 mm×900 mm，每排5根）与15.24 mm×6 000 mm型锚索（排距为2.0 m）联合支护。现场实测表明，该方案能够满足巷道掘进和工作面回采的安全要求，值得在条件类似的矿井中推广。

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煤炭科学技术

2020年第05期

578

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软弱破碎顶板巷道围岩变形机理及控制技术

作者(Author)：孙广京, 王平, 冯涛, 余伟健, 尹中凯, 蒋运良, 刘海, 李立新

摘要：针对软弱破碎顶板巷道支护困难的问题，通过现场调查和钻孔探测发现软弱破碎顶板巷道围岩具有自稳平衡拱结构，但极不稳定，在扰动作用下表现为局部到整体的连锁失稳特征。现场取样进行试验，发现顶板破碎岩块强度低，帮部煤块裂隙发育、底板泥岩软弱是造成巷道全断面变形失稳的主要原因。原支护棚架架型不合理、接顶效果差、支护缺乏整体性以及支护系统不能协调变形是导致巷道失稳的直接原因。进一步试验表明，该巷道的软弱破碎岩样在侧限约束条件下压实后具有较高的承载能力，在无侧限约束条件下则难以自稳。掺入一定水泥进行胶结后形成的弱胶结岩体，其稳定性和承载能力有明显提高。结合普氏自然平衡拱理论和“类双曲线”模型，构建了软弱破碎顶板巷道围岩“抛物线-半双曲线”破碎边界扩张模型，发现软弱破碎顶板载荷呈指数形式增长，当帮部煤体不稳定时顶板载荷急剧增加，而底鼓是造成帮部失稳的重要因素。因此，提出了强力控制软弱破碎顶板，强化约束帮部煤体，加强隔水预防巷道底鼓的控制原理和“控顶先固帮，固帮先护底”的支护原则。针对州景煤矿5305工作面的实际情况提出了“双层金属网+喷射混凝土+预支撑囧形棚架+可缩性纵向连接器”的组合控制技术，经初步的现场工程实践，取得了较好的支护效果。

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煤炭科学技术

2020年第05期

729

824
基于多指标试验的巷旁充填墙参数设计方法研究

作者(Author)：赵飞, 柏建彪, 柳军涛

摘要：为研究充填墙强度和宽度对巷道变形的影响，确定合理的巷旁充填参数，建立了充填墙承载结构模型，并基于多指标分析，运用全面试验设计，精确分析了充填墙强度、宽度两因素四水平对沿空留巷充填墙水平位移H、顶板下沉量J、煤帮水平位移K、底鼓量L影响的显著性。研究表明：设计巷旁充填参数必须考虑强度和宽度两因素作用；强度、宽度两因素四水平对指标H、L影响显著，对指标J、K影响不显著，抓住主要指标H、L，兼顾次要指标J、K，考虑强度和宽度的交互作用，确定新元矿3107工作面充填墙强度10 MPa和宽度2.0 m为最优组合。将研究成果应用于3107工作面，取得良好的围岩控制效果。

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煤炭科学技术

2020年第04期

492

587
软岩巷道围岩卸荷破坏力学模型及影响因素分析

作者(Author)：欧阳振华, 彭瑞, 张同俊, 唐忠义, 赵启峰, 朱建明

摘要：为了研究深部软岩巷道开挖卸荷作用下的力学响应量及大变形失稳机理，基于统一强度准则和岩石三线段力学模型，建立了巷道围岩开挖卸荷力学模型，依据巷道开挖后围岩次生切向应力、等效剪应力分布特征，将围岩力学结构划分为浅承载圈、深承载圈、自稳承载圈、主承载圈和关键承载圈，通过理论分析，求解得到软岩巷道开挖后次生应力场、位移场以及软化区与破碎区范围解析解，结合某软岩工程相关力学参数，分析了巷道开挖卸压作用下围岩屈服应力，围岩破裂区、软化区影响范围以及围岩承载结构的影响因素。研究表明：围岩屈服应力随着初始黏聚力和内摩擦角的减小以及掘进速度的增大而减小，围岩越容易达到屈服发生破坏；围岩软化区范围与围岩初始力学参数相关，初始黏聚力越大的围岩，围岩软化区范围减小；破碎区范围随着黏聚力软化模量、剪胀角、掘进速度以及支护结构间排距等的增加而增大；主承载圈和关键承载圈的范围、径向应力和轴向应力的峰值随着围岩软化程度的增加而增大，且向巷道深部转移。

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煤炭科学技术

2020年第02期

539

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采动影响下深埋软岩巷道变形特征与控制因素分析

作者(Author)：余伟健, 李可, 张靖, 韩森, 廖泽, 张宗堂

摘要：针对深埋软岩巷道虽布置在回采破坏范围之外，在回采反复扰动之下仍发生大变形的现象，采用现场调研、巷道围岩应力场分析和数值模拟试验等方法进行研究。在前人研究的基础上，建立了巷道开挖应力场和煤层回采应力场的耦合应力计算模型，代入相关数据后，发现邻近的C5煤层采空后引起的应力升高或降低幅度均在15%以下，认为单纯的应力改变一般不会造成支护整体失效或巷道大变形，反复扰动后围岩力学强度降低，致使其由弹塑性变形过渡到松动变形是关键原因。采用FLAC3D软件模拟了煤系倒转的情况及附近岩层中的巷道前期围岩变形可控、后期在回采反复扰动下应力分布特征与不均衡变形的过程。分析了持续性底鼓的原因及喷层、锚杆与锚索失效的原因。根据分析，提出了巷道的一次支护最佳状态和二次支护最佳时机，认为开挖后应优先喷浆允许巷道在弹塑性范围内充分变形以释放围岩应力后再进行强力支护，以达到一次支护最佳状态；认为二次支护的最佳时机是上区段采空之后下区段回采之前；认为施工工序和喷层厚度小导致喷层刚度与围岩协调作用不足是其失效的关键因素；认为需进行底板支护，以形成完整的支护结构，避免应力从底板释放是控制底鼓的关键因素；认为支护时机、锚杆长度和安装质量是锚杆与锚索失效的关键因素。

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煤炭科学技术

2020年第01期

651

1309
基于基本顶断裂位置的综放沿空掘巷煤帮支护技术

作者(Author)：孟祥军

摘要：针对深部综放开采大断面沿空掘巷不易支护的难题，采用理论分析及现场实践的方法，研究了深部综放开采大断面沿空掘巷煤帮的破坏特点，揭示了帮部长锚索结合锚网联合支护的作用原理，提出了根据钻进煤粉量的变化来判断基本顶断裂线位置及确定深部沿空巷道巷帮锚索支护长度的方法，并在东滩矿1306工作面验证了该方法的有效性。研究表明：深部综放开采大断面沿空掘巷具有水平变形大，两帮鼓出大，特别是实体煤帮鼓出严重的特点；帮部长锚索结合锚网联合支护能够在浅部通过锚杆群和金属网形成点面结合的支护体系形成挤压加固墙，从而抵抗塑性区煤体对其侧向压力，起到加固巷道的作用；基于钻进煤粉量、围岩压力和顶板的断裂之间的联系，提出了深部综放开采大断面沿空掘巷实体煤帮的控制对策和深部沿空巷道实体煤侧巷帮锚索支护长度的确定方法；以东滩矿1306轨道巷为例进行了实体煤帮的钻孔煤粉测试，并基于测试结果进行了实体煤帮加固设计；现场工程实践表明加固后实体煤帮的水平变形明显减小，证实了该加固方法的有效性。

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煤炭科学技术

2020年第01期

701

1502