摘要：白庄煤矿9701工作面采用沿空留巷开采技术,其工作面顶板厚度及硬度大,巷旁支承压力高,巷旁围岩支护控制及整体留巷难度系数大。为此,设计采用“水力压裂超前断顶+钢管混凝土墩柱巷旁高强支护”组合技术方案,对上覆厚硬顶板结构进行综合控制。通过水力压裂超前断顶技术对巷旁厚硬顶板进行充分采前断顶卸压,形成巷旁短悬臂梁结构,有效缓解巷旁支护体所承受的压力。通过钢管混凝土墩柱作为主要巷旁支护体对沿空留巷的围岩进行高强支撑。经工程效果分析,该技术方案取得了良好的控顶效果,最大顶板下沉量为55 mm,巷道整体成型效果良好。研究成果可以对同类矿井开采提供安全指导。

摘要：针对沿空留巷巷旁支护存在的问题,提出基于顶升可缩式钢管混凝土支柱的巷旁支护技术。设计了顶升可缩式钢管混凝土支柱结构与留巷工艺,为验证该支柱增阻让压性能,开展了不同让压结构的可缩承载试验,研究表明:杨木可缩阶段承载力200 kN、极值承载力700 kN,松木可缩阶段承载力500 kN、极值承载力900 kN,钢筋网柱可缩阶段承载力400 kN、极值承载力750 kN,以松木的压缩率最高,达到77.7%,可见,松木更适合作为让压结构。通过分析钢管混凝土短柱和长柱承载力试验结果,验证了钢管混凝土支柱高承载力特征,修正了支柱承载力长细比折减系数,优化了顶升可缩式钢管混凝土支柱承载力计算公式。通过文献分析选取了合理的巷旁支护阻力和压缩量计算方法,以鲁西煤矿3_(下)A02工作面沿空留巷为例,进行了巷旁支护阻力和压缩量计算分析,以试验研究为基础,开展了顶升可缩式钢管混凝土支柱结构设计、支柱受力分析和工程实践研究。实践表明采用单排φ299 mm×10 mm顶升可缩式钢管混凝土支柱+一排φ21.6 mm×10300 mm控顶锚索的巷旁支护,辅以挡风帘+网喷层的采空区隔离方案,能够保证沿空留巷长期稳定,该技术具有顶升初撑效果好、增阻变形能力强、支护承载力高等特点,在基本顶沉降运动剧烈的留巷工程中具有较好的应用前景,若进一步配合采空区侧切顶卸压和支柱外壳钢管回收复用,留巷效果将更优。

摘要：为解决传统双巷掘进资源采出率低和沿空掘巷采掘接替紧张难题,以翟镇煤矿下组煤一采区11502工作面为工程试验对象,创新性提出留窄小煤柱双巷同时掘进巷道的布置方法,同时构建小煤柱高强复合加固支护技术。采用理论分析、试验测试结合数值模拟等综合研究方法,对留窄小煤柱双巷掘进布置原理及煤柱加固支护技术进行深入研究探索。结果表明,双巷掘进留窄小煤柱技术能够实现采区工作面顺序接替,有效提高采区采出率;提出的小煤柱综合加固支护技术以超前断顶卸压、对穿锚索提高煤柱自身承载力以及钢管混凝土墩柱高强辅助加强支护为主体,避免了小煤柱过早进入塑性状态而发生整体失稳破坏,能够有效保持长期稳定。基于覆岩组合结构理论建立煤柱–顶板结构力学模型,研究煤柱上方支承压力分布规律与大小,建立双巷掘进小煤柱加固支护设计方法。通过数值模拟验证,该技术与传统沿空掘巷相比,能够更好地控制巷道围岩变形,煤柱体的帮鼓变形量和巷道变形量均得到了有效降低。

摘要：巷道围岩本身存在一个抗扰动强度,当深部较高的集中应力超过其抗扰动强度时围岩会对外部扰动变得敏感,在围岩内会形成扰动影响区,围岩扰动影响区不断向内部的发育是扰动作用下深部岩巷长期大变形失稳的本质。针对深部开拓岩石巷道,提出以钢管混凝土支架为主体的复合支护技术。钢管混凝土支架具有承载力高、结构稳定等优点,能够给围岩提供一个较大的支护阻力,提高扰动影响区围岩的抗扰动强度,从而保持巷道长期稳定。根据某矿具体地质条件,设计了合理的支护技术措施,选用钢管混凝土支架型号为?194×8的钢管配合C40强度等级的核心混凝土,该支护体系能够给巷道围岩提供1.26 MPa以上的支护强度,工程应用效果良好。

摘要：为解决深井软岩巷道交岔点支护难题,以华丰煤矿-1100中央泵房与内外水仓联络通道交岔点为研究对象,采用现场调研、岩石参数测试、流变扰动试验及理论分析方法,揭示围岩流变扰动效应是交岔点变形破坏的关键因素,由此提出钢管混凝土支护技术,并设计基于钢管混凝土组合支架的交岔点返修支护方案。通过有限元分析、理论计算和二次流变扰动试验,验证组合支架承载力基本满足动压扰动作用下的围岩稳定需求。依据工程实践优化,使交岔点基于钢管混凝土组合支架的复合支护方案应用5 a来持续稳定,支架虽缓慢变形但交岔点整体稳定。研究表明千米深井交岔点变形机制复杂,支护体在流变扰动作用下极易破坏;钢管混凝土组合支架结构合理,承载力大,抗流变扰动能力高,结合壁后卸压技术在千米深井巷道交岔点支护中具有较大的应用价值和研究意义,可为其他类似支护研究提供良好借鉴。

摘要：深部岩体工程围岩蠕变性强,受外部中量级循环冲击载荷(冲击能量等级介于10^(3)~10^(5) J)扰动影响时会发生长期大变形动力灾害。基于近年来对岩石蠕变扰动效应理论的相关研究,采用岩石动力学试验、围岩动态变形破坏理论分析并结合现场工程实践的综合研究方法,对中量级冲击载荷作用下深地岩体工程的长期大变形机制以及稳定性控制进行了系统研究。通过研究,总结分析了岩石蠕变扰动变形规律,确定了蠕变岩石对外部冲击扰动敏感的应力、应变阈值指标;根据地应力梯度与围岩强度梯度关系重新划分了深地动压工程围岩状态区域,发现了以围岩蠕变扰动敏感区动态演化发育为本质的深地围岩长期大变形失稳机制新认识;探讨了围岩应力场分布及演变规律,确定了深地动压岩体工程长期稳定性控制原理,即给扰动敏感区边界处提供足够的侧向围压,使该区域围岩的抗扰动强度梯度提高至静载集中应力水平,迫使扰动敏感区消失;基于理论分析、实验室测试以及现场动载监测等手段,提出了深地动压岩体工程围岩支护设计方法,优化了支护参数设计流程,并在多个工程实例中取得了良好的应用效果。

摘要：在深部煤矿开采中,巷道往往处于高地应力和强动力扰动的动静载叠加应力环境。由动静载叠加诱发的围岩严重变形破坏甚至灾变失稳现象屡见不鲜,严重威胁煤矿的安全高效开采。因此,对动静载叠加作用下巷道围岩变形破坏规律的研究具有非常重要的理论价值和工程意义。本文以数值模拟中非线性动力计算为手段,研究了不同初始应力场及不同动载条件对巷道围岩的影响,获得了动静载叠加作用下巷道围岩变形破坏规律。结果表明:水平应力、垂直应力及动力扰动都与巷道围岩塑性破坏呈正相关关系,其中动力扰动对其影响最为明显。在相同应力条件下,巷道顶板和两帮的变形量及塑性破坏范围始终大于底板。水平应力对巷道变形量的影响比垂直应力更加强烈。所以,对于高应力环境中的矿井需加强地应力测试,并在巷道设计时充分考虑巷道布置及开采顺序。对于受动力扰动强烈的巷道,要求支护构件(锚杆、锚索等)在受到一定动力扰动后仍能保持其有效性。这一研究结果有助于进一步了解动静载叠加作用下深部巷道围岩变形破坏规律,并可为相似地质条件下巷道支护设计及优化提供相应的指导。

摘要：以某矿千米深井巷道为原型,通过数值模拟研究,对采动应力作用下的巷道围岩破坏特征进行了分析,并对锚杆支护参数进行了优化研究。通过加强支护和改变局部锚杆支护参数,可以有效控制巷道围岩的变形,提高其整体稳定性。

摘要：采空区部分充填方法是在降低充填成本基础上的一种行之有效的采空区充填技术,利用矿压理论、材料力学及数值模拟方法,对某矿矸石部分充填采空区的充填参数进行了设计,确定了充填60 m、留30 m的充填方案。通过数值模拟分析,得出了充填体塑性区比例系数Kb与充填体宽度A的关系是呈下凹型的幂指数关系。从而,设计了合理的充填工艺流程,选择了合理的充填设备,经过部分充填技术的实施,取得了良好的社会效益和经济效益。

摘要：坚硬顶板条件下,沿空留巷存在巷旁支护体承受压力大、易损坏和破裂等问题,基于中厚煤层坚硬顶板的巷旁控制机理,提出了恒阻让限支护结构。通过建立坚硬顶板条件下不同阶段的巷旁支护体力学模型,分析了支护体的受力情况,解出了初期恒阻让压结构的额定让压强度、高度后期下部限定变形体的支护强度、宽度等参数。工程试验和可靠度理论分析表明,设计的限定变形体处于稳定状态,整个支护结构能够保证巷道围岩的稳定性,留巷效果较好。