以淮南某矿深部沿空巷道的修复治理为工程背景,通过FLAC2D数值模拟分析了影响巷道围岩稳定性的因素,在此基础上提出深部软岩动压巷道的围岩控制技术,详细介绍了62110风巷扩修加固技术方案,实践表明:采用架锚注联合加固技术能够有效控制沿空留巷围岩的强烈变形,保持留巷稳定。

薛虎沟煤矿为解决复合顶板巷道围岩控制和支护困难,通过理论分析、数值模拟并结合工程实践,对复合顶板巷道变形破坏机理及相应的锚杆支护技术进行了分析及应用。结果表明:复合顶板动压巷道围岩变形破坏主要是锚杆支护的主动支护作用效果差,特别是复合顶板岩层节理裂隙发育程度高,会使巷道顶板的稳定性大幅降低;结合矿井实际地质条件,采用锚杆、锚索联合支护技术,提升了锚杆、锚索的预紧力,增强了联合支护的支护强度,提高了联合支护的主动支护效应,可有效控制复合顶板动压巷道围岩的变形破坏。

针对沿空动压巷道在上区段工作面回采,即受到第一次采动影响时的围岩变形破坏特征,分析巷道围岩尤其是围岩弱结构体(护巷煤柱)的破坏失稳机理,并根据现场试验情况,研究沿空动压巷道在第一次采动影响(上区段工作面回采)时的围岩弱结构的控制机理,提出合理的围岩弱结构控制技术与方法,为类似条件下巷道的支护与维护提供参考、借鉴。

以常顺煤矿9105进风巷为研究对象,采用理论分析的方法对受强烈动压影响巷道围岩的破坏机理进行深入研究,结合工程经验确定了9105进风巷围岩变形控制技术对策,制定了高预应力强力全锚索支护方案与支护参数。9105进风巷支护试验结果表明:高预应力强力锚索支护技术对强烈动压巷道服务期间围岩变形控制效果显著,提高了常顺矿煤炭资源利用率,为矿井后续强烈动压巷道的使用提供技术依据。

麻家梁矿14202辅助运输巷在掘巷过程中,受相邻14201工作面坚硬顶板垮落强动压的影响,矿压显现剧烈、原巷道支护不能满足安全生产。针对14202辅助运输巷强动压大变形的特点,提出了超前顶板水压致裂卸压围岩控制技术,确定了水压致裂的致裂层位及相应的钻孔施工参数,在水力压裂后通过观察观测孔液体流出量验证岩体压裂效果。试验结果表明,实施超前顶板水压致裂后,14202辅助运输巷两帮最大移近量约为0.6 m,平均移近量约为0.4 m,最大底鼓量约为1.5 m,平均底鼓量约为1 m,明显小于未实施水力致裂技术治理时动压巷道变形量(未实施水压致裂段巷道最大底鼓量为2.5 m,平均底鼓为1.9 m),有效地解决了强动压巷道的大变形问题。

分析了目前煤矿锚索支护存在的问题,在高预应力强力支护理论的基础上,提出高预应力、长度较短的强力锚索,并全断面垂直岩面布置,是高地压、大变形巷道的有效支护方式.介绍了强力锚索及配套护表构件的力学性能,将强力锚索、拱形大托板及钢筋网组成全断面强力锚索支护系统,在锚索施加预应力的同时,给钢筋网也施加了较高的预应力,使钢筋网成为预应力支护系统的重要组成部分.在潞安矿业集团有限责任公司漳村煤矿一条与回采工作面对掘的、受2次强烈动压影响的巷道中,进行了全断面高预应力强力锚索支护技术试验,巷道支护状况发生本质变化.巷道两帮移近量比原支护方式降低90%,顶板离层几乎为0,围岩变形得到有效的控制.不仅解决了巷道支护难题,而且验证了支护理论的正确性.

不同采掘配合方式对巷道围岩产生的采动影响不同,从围岩塑性区破坏深度、单元体破坏个数、破坏面积和围岩最大变形值来看,先采后掘的采掘配合方式对围岩的采动影响最小,要优于先掘后采和巷面同采的采掘配合方式,从巷道围岩平均变形值来看,巷面同采的采掘配合方式对围岩的采动影响最小,要优于先掘后采和先采后掘的采掘配合方式。

针对丰汇煤矿"三软"动压巷道支护困难的问题,通过采场围岩运移的分析,指出了回采巷道高应力场产生的原因,现场巷道观测得到了其超前支承压力的影响范围。通过对巷道变形影响因素的分析,指出了此类巷道变形是多因素耦合作用机制下的变形。对此类巷道的多因素耦合作用机制进行分析,提出了相应的支护的对策:支护系统要有足够的支护强度、刚度以实现对软弱围岩变形的控制;当巷道处于采动引起的高应力作用下时,支护系统能够通过适当的变形释放变形能。基于上述支护对策提出了针对该巷道的支护方案。数值模拟表明,该支护方案能有效控制丰汇煤矿回采巷道的变形。

为解决"Y"型通风强动压巷道变形剧烈、围岩难以控制的技术难题,以潘一东井1252(1)工作面轨顺及轨顺底板巷为工程背景,在对巷道支护现状进行分析的基础上,按照"采前加固"、"采后维护",分区段治理的围岩控制及加固原则,分别采取以中空注浆锚索为主体的锚喷注支护和预应力加长锚索主动加固支护,有效地控制住了巷道围岩的剧烈变形。采用数值模拟及巷道变形量观测的方法对加固效果进行了检验。结果表明,工作面采过第二联络巷后,轨顺底板巷顶底板和两帮移近量分别为1 180 mm和675 mm;留巷后轨顺顶板下沉量、底鼓量及实体帮位移量分别为150、780、360 mm,说明经过强动压影响后,巷道围岩得到有效控制,从而保证了Y型通风工作面回风通道的畅通。

为解决红庆河煤矿存在相邻工作面在二次采动的影响下,现有超前支护易发生底鼓、漏顶和片帮现象,致使巷道维护困难的问题,通过现场调研和工程类比的方法,分析现有超前支护中存在的问题并确定出合理的超前支护参数。采用现场监测的方法确定出本煤矿合理的超前支护范围不小于70 m,最终确定为100 m;采用菱形金属网加锚杆和纵向钢带组合方法对超前支护进行补强,解决了超前支护区域漏顶的问题,同时采用单排垛架加双排单体液压支柱的方式进行超前支护,减少了双排垛架在动压影响下前移困难的问题,并为行人安全通过机尾创造了良好条件。