摘要：针对老石旦煤矿强烈动压影响巷道围岩变形难题,在分析顶板岩层以及地应力场分布的基础上,总结了动压巷道围岩的变形破坏特征,提出了水力压裂卸压与高预应力锚杆支护的协同控制技术,确定了最佳压裂高度,制定了水力压裂方案与高预应力锚杆支护方案,开展了井下工程应用。结果表明:水力压裂有效激发了顶板岩层破裂和裂缝扩展,形成大尺度裂缝,阻断了侧向支承压力的传递路径;巷道矿压显现明显减弱,顶底板移近量402 mm,两帮移近量83 mm,较原支护变形显著减小;强采动影响下锚杆(索)受力变化趋势明显减弱,锚杆最大受力79~96.5 kN,锚索最大受力101 kN,且未发生锚杆(索)破断现象,表明采用水力压裂与高预应力锚杆支护后,巷道围岩侧向支承压力明显减弱,稳定性显著提高,强动压巷道围岩控制效果显著。

摘要：针对采区边界遗留煤柱下侧跨掘巷道存在特殊破坏段问题,以灵新煤矿沿空侧051606回风平巷为背景,采用现场调研、理论分析、数值模拟及工业性试验的综合分析方法,通过研究巷道特殊破坏段现场矿压显现情况,基于半平面体理论建立的遗留煤柱效应影响力学模型以及跨掘巷道和回采期间精细化数值模拟,确定了巷道特殊破坏段的修复支护设计方案。研究结果表明:遗留煤柱效应影响下跨掘巷道围岩在遗留煤柱中轴线正下方主要受垂直应力影响,此处垂直应力大小为13.0~15.0 MPa,而在遗留煤柱两侧边缘位置下方主要受剪切应力集中影响,此处剪切应力大小为-6.5~-5.0 MPa和5.0~7.0 MPa;051606回风平巷跨掘期间顶板位置处最大垂直应力为14.4 MPa,底板位置处最大垂直应力为13.6 MPa,顶板位置处最大剪切应力为6.5 MPa,底板位置处最大剪切应力为5.3 MPa,且最大垂直应力位于遗留煤柱中轴线正下方,最大剪切应力位于遗留煤柱两侧边缘位置下方;051606工作面回采期间对于巷道特殊破坏段围岩的扰动影响分为无应力影响段(距遗留煤柱边缘大于16 m),超前应力影响段(距遗留煤柱边缘0~16 m)和叠加应力影响段(距遗留煤柱中轴线0~17.5 m)3个阶段,且受回采扰动影响护巷煤柱和顶板靠近护巷煤柱侧偏应力集中程度较高,煤岩体更易变形发生非对称性破坏;巷道特殊破坏段采用非对称锚索桁架支护系统修复后,后续051606工作面回采期间矿压监测到顶底板收敛量为143 mm,两帮收敛量为109 mm,较巷道原始断面尺寸收敛率分别为4.3%和2.2%,整体控制在5%以内,能够很好地满足行人、通风等需求。

摘要：针对羊场湾煤矿130207工作面深埋高应力厚砂岩顶板赋存条件下回采过程中面临的强矿压显现问题,采用理论分析手段研究了130207工作面支架增阻特征、整体矿压显现规律、大小周期来压步距,工作面开采时呈现“来压急增阻、非来压缓增阻、大小周期来压、持续性大周期来压”的特点,大周期来压步距平均56.9 m,小周期来压步距平均13.7~15.7 m;采用微震监测手段得到能量事件分布规律,发现10^(2)及以下能级事件频次占比达到93.06%,无论是高能级事件还是所有能级事件,均主要集中在煤层上方40.23 m厚的粗砂岩层内;分析了采场应力与覆岩破断时空关联性,得出采场覆岩破断全周期能量动态演化规律,建立了顶板结构模型,分析了工作面周期来压顶板结构演化过程。

摘要：针对深埋厚硬顶板工作面回采过程中周期来压持续距离长、超前支承压力集中系数高、动压显现强烈等问题,以羊场湾煤矿130208工作面为研究对象,依据关键层理论确定了目标压裂层位,基于Hubbert-Willsi非渗透性地层破裂压力计算公式得到理论起裂压力,选用了1.2 m^(3)/h大流量高压泵和能实现远距定向的千米定向钻机作为压裂装备,采用长水平孔定向水力压裂技术手段进行了区域卸压。结果表明,该技术卸压范围大,工作面进入压裂区域后周期来压步距明显减小、超前支承压力影响范围减小、应力集中系数降低、动载系数明显减小,来压期间支架增阻明显减小,指数函数增阻曲线比例明显减少,验证了长水平孔定向水力压裂技术效果良好,具有推广应用价值。

摘要：极近距离煤层群开采下位巷道受上煤层采动影响变形严重维护困难。以六家煤矿E_(I)N_(4)段6-7运输顺槽为工程背景,研究采空区下拱形巷道的变形破坏特征。钻孔窥视表明,E_(I)N_(4)段6-7运输顺槽两帮的煤体整体性较好,顶板受到上部E_(I)N_(5)段6-5工作面回采的影响产生明显的破碎区。采用滑移线理论建立底板损伤范围力学模型,计算得到6-5煤层开采后底板损伤深度为14.18 m。数值模拟分析表明,E_(I)N_(4)段6-7运输顺槽浅部围岩形成应力释放区,顶板变形量大于两帮,巷道周围的破坏区域在顶部高度约3 m,肩角处深度2~2.5 m,两帮和底板的深度为1 m。提出“钢带锚网+注浆锚杆+注浆锚索”联合支护技术,现场应用后最大顶底板移近量为560 mm,最大两帮移近量为430 mm,有效控制巷道满足生产要求。

摘要：为探究巷道群开挖应力场演化特征,以杜儿坪煤矿南九盘区巷道群为研究对象,采用数值模拟方法研究巷道群分步开挖方式下垂直应力分布特征,结果发现巷道煤柱侧应力集中强度高于实体煤侧,应力峰值位置与巷帮水平距离煤柱侧大于实体煤侧,煤柱宽度影响应力集中强度,煤柱宽度增大则应力集中强度减弱,巷道群开挖处于高应力集中区,巷道支护设计需考虑足够富裕系数。为开发巷道适应性支护技术,采用现场实测方法测量了地应力、围岩强度及结构等基础参数,结果表明:地应力为中等水平,形成以水平应力为主的构造应力场,巷道群开拓方位朝向有利于地应力方向延伸,地应力大小及方向对巷道围岩稳定影响较小;巷道顶板为由砂质泥岩和薄煤线组成的厚度变化不定的复合煤岩顶板,煤岩体强度大小因裂隙发育而剧烈波动不稳定,控制巷道浅部易离层冒落复合煤岩顶板至关重要。基于巷道群应力场分布规律和围岩地质力学评估结论,确定胶带巷采用预应力锚杆锚索支护技术,并提出详细支护方案和支护参数,现场试验取得良好效果,顶底板最大位移87 mm,两帮最大位移81 mm,为煤矿巷道群开挖支护提供了有益指导。

摘要：为了研究锚索在轴向冲击荷载下的动力响应特征,选取砚北煤矿冲击地压巷道常用的锚索材料,采用AW-1500微机控制电液伺服试验机和自由落锤冲击试验机进行了锚索静、动载力学性能试验,共设计9种不同能量等级的冲击试验,获得了冲击力时程曲线、冲击力-变形曲线、锚索冲击变形以及吸收能量的特征曲线。结果表明:静载拉伸破断载荷为350.83~356.81 kN,平均延伸率3.49%,冲击载荷作用下锚索承受的冲击力明显大于静载破断载荷,而延伸率明显降低,平均最大降低35.24%,锚索脆性破坏特征突出;锚索变形-冲击力曲线变化过程分为初期震荡阶段、急剧增长阶段以及弹性回弹等3个阶段,冲击能量小于15000 J时,锚索主要发生弹性变形,锚索冲击力时程曲线峰值点与冲击能量峰值点基本一致,随着冲击能量的逐渐增大,锚索冲击力峰值也逐渐增大,在急剧增长阶段震荡型增长趋势较显著;冲击能量大于等于15000 J时,冲击能量未达到峰值前,锚索即发生破坏,随着冲击能量的增大,锚索塑性变形变化突出,冲击动能向锚索变形能转化,锚索吸收能量与塑性变形基本成正比。通过对锚索冲击载荷下的力学响应特征分析,可为冲击地压矿井的巷道支护设计和材料选取提供一定的理论依据。

摘要：为了解决冲击地压煤层卸压钻孔一次成孔孔径小、卸压半径小、防冲效果差等问题,在煤层大直径钻孔卸压作用机制研究基础上,开发了针对冲击地压煤层的一次成孔300 mm大直径钻孔技术装备,开展了300 mm大直径钻孔技术防冲效能工程试验研究。结果表明:研制的ZDY20000LK钻机具有施工一次成孔300 mm大直径钻孔的能力,利用视频监控系统可进行远程操作,大幅提高了钻机施工自动化水平和作业人员安全;从孔径角度来看,300 mm卸压钻孔弱化煤岩体的效果比150 mm卸压钻孔弱化煤岩体的效果提高18.5%;从孔间距角度来看,0.6 m的孔间距弱化煤岩体的效果比1.0 m的孔间距弱化煤岩体的效果提高7%,可见提高孔径可更大程度地提高钻孔卸压的能力;从时间角度来看,施工300 mm大直径钻孔卸压1周后,巷帮围岩支护区外的中等冲击危险性区域基本消失,弱冲击危险性区域所占面积下降89.7%;在支护区内2个弱冲击危险性区域面积分别下降85.8%,91.2%。实践表明一次成孔300 mm煤层大直径钻孔可显著提升防冲效果。

摘要：主要介绍了快速装车控制系统的组成原理,采用可编程控制器并通过现场(Controlnet)总线组成集散控制系统,实现了对整个装车过程的集中在线监测和控制。同时引入多种现代控制技术,对传统控制方式进行设计优化,提高了控制精度及配料的准确性,降低了工人的劳动强度,增加了生产的安全性,延长了设备使用寿命,创造了良好的经济和社会效益。

摘要：针对8.8 m超大采高工作面在超大采出空间下矿压显现强烈、围岩控制难度大的问题,以上湾煤矿12401工作面为工程背景,基于现场实测手段对8.8 m超大采高开采矿压显现规律和围岩控制技术进行了全面研究。研究得出:8.8 m超大采高工作面矿压显现具有来压步距短、持续时间长、动载矿压强烈等特征,但工作面超前支承压力影响不显著。采用三维激光扫描手段对超大采高工作面煤壁片帮特征进行了分区域、全方位、高精度探测,并根据工作面支架立柱压力和护帮力对煤壁片帮的影响关系,确定了超大采高工作面煤壁片帮预警指标和阈值。在矿压规律研究的基础上,探索出了一套超大采高工作面顶板灾害综合预警与防治技术,保障了8.8 m超大采高工作面的安全回采。