急倾斜煤层回采巷道破坏机理与支护技术探究

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巷道破坏原因分析与防治

巷道破坏原因分析与防治关键词：巷道静压动压破坏原因让压卸压【分类号】：TD353引言煤矿井巷维护的方式通常有锚喷、架棚和砌碹等几种类型。

人们根据不同的条件及用途，通过上述几种方式的单一或联合实施，大部分能达到预期目的。

但在实际工程设计中，由于矿压理论及监控手段尚不完善，很难精确求得地压的大小及方向，以致部分巷道在施工应用中常发生破坏，影响生产，危及安全。

因此对巷道破坏原因进行特征分析，将有助于防治措施的研究和改进。

一、巷道破坏的显现特征从整体上来说，巷道破坏的显现特征分两大类：一类是动压区，巷道上覆岩层正处于激烈运动和破坏阶段；另一类是静压区，巷道尚未受采动影响或采动影响已停息，上覆岩层处于稳定状态。

（一）静压区巷道的破坏静压区巷道大致有2种破坏形式：（1）巷道开掘后产生的周边应力大于围岩强度，掘进后来不及支护就发生冒落；（2）巷道开掘后产生的周边应力小于围岩强度，巷道完整，但随着时间推移逐渐变形破坏。

（二）动压区巷道的破坏动压区巷道分动压下正在掘进的巷道和动压下正在使用的巷道。

它们不仅受上覆岩层的静压作用，同时以受支承压力及岩层扰动。

其破坏特征为：1.巷道围岩（支护）强度小于支承应力作用，随采动呈层状剥落，但巷道移近量并不明显；2.受采动影响，巷道（支架）产生大量缩变，但不冒落；3.在采动过程中，伴随着移近量增加，巷道产生大面积冒落。

综上所述，巷道破坏的外部特征可归纳为4种形式：1.有明显的移近量、断面缩小但不冒落；2.随断面缩变发生冒落；3.无移近量而冒落；4.表层剥落。

二、破坏原因及机理分析（一）围岩应力的重新分布及作用巷道开掘后，原始的岩体应力平衡状态被破坏，造成应力重新分布。

大双向等压应力场中，孔的切向应力沿极径方向衰减，以r为半径的圆周上稳中有降点的应力相等（等应力圆）。

但煤矿巷道多不是圆形加之不均匀应力的作用，等应力圆将在巷道外接圆及以外的围岩中分布。

分布的结果反映到巷道周边，往往既不均匀也不对称，有的变大，有的变小，有的还改变了性质，如有压应力变为拉应力等。

急倾斜煤层综采关键技术与装备.pptx

（二）急倾斜综采面区段半充填煤柱留设及充填技术
区段煤柱宽度与煤层倾角、采高关系
➢当煤层倾角大于60°时，区段煤柱宽度受倾角影响急剧增大，煤柱宽度与工作面采高基本上呈线性正比关系。 ➢新铁煤矿合理区段煤柱宽度应大于13m，现场实际留设煤柱尺寸为10m偏小，实际开采过程中曾出现煤柱失稳引起工作面支架压架，回风巷变形破坏严重，造成巷道围岩控制困难。
（二）急倾斜综采面区段半充填煤柱留设及充填技术
➢充填工艺
49下# 右六片
注浆挡板
充填体
锚索
2寸白塑料管
工作面充填平面图
20m超前支护
工作面割完煤移支架过程中保留靠近工作面充填体上侧的支架
不移架，在排头支架后方形成充填空间，在充填空间内铺充填
袋与充填隔板，在充填袋上方预先放置厚木板，在短时间内起
到缓冲顶板下沉作用，工作面每推进两个循环充填一次。
（三）急倾斜综采面支架研制与设备ห้องสมุดไป่ตู้套
1）机道挡矸装置设计了刚性和柔性机道挡矸装置，每7架支架安装一套，处于常开状态，只有采煤机通过时关闭，其作用主要有： ➢ 降低采煤机割下的煤与矸石在刮板输送机内下滑的速度。 ➢ 工作面片帮冒顶时能将煤与矸石分段阻挡在刮板槽内防止
大量冒落下的煤与矸石涌至工作面下出口。
（一）急倾斜综采面覆岩变形破坏机理急倾斜煤层开采覆岩运动一般规律
➢直接顶垮落后，冒
上覆变形较小区域
落矸石在自重作用下，
向工作面下部滑落；
工作面下部离层区
➢覆岩破断范围集中
上区段煤柱发生变形
工作面中上部老顶首先发生破段位置处
冒落矸石对工作面下部有效充填
在工作面中上部。
急倾斜煤层开采的覆岩运动规律模拟

回采巷道变形破坏机理及其支护方法

回采巷道变形破坏机理及其支护方法摘要煤矿回采巷道的变形破坏将会严重影响采煤效率，阻碍设备运输和通风，增加企业的经济负担和安全瓶颈。

本文总结了煤矿回采巷道变形破坏的直观表象，并深入分析了巷道变形的发生机理，在此基础上探讨了加强巷道支护的方法。

关键词煤矿；回采巷道；变形；支护在煤矿回采工作面推进的过程中，受采动影响回采巷道容易发生各种变形。

回采巷道的变形破坏将会严重影响采煤效率，造成工作面半停产或停产，阻碍设备运输和通风，增加企业的经济负担，并且给井下工作人员的生命安全造成严重影响。

深入分析煤矿回采巷道变形破坏的特点以及破坏机理，探讨加强巷道支护的方法，可以为煤矿安全生产提供保障。

1 煤矿回采巷道变形破坏特点分析煤矿回采巷道发生变形破坏，最直观的表象为：巷道断面的形状发生改变，断面面积减小；支架在压力作用下产生很不规则的变形，或者直接折断，形成爬行巷道；压蹦U型钢支架卡子螺栓；支架顶梁被压弯折断，高压力将棚腿挤进巷道围岩，或者挤入底板内，出现底鼓现象。

这些情况的出现将会严重影响矿井机电设备以及煤炭的正常运输，加大了通风阻力，增加了瓦斯积聚的危险，导致工作面的推进难以进行，容易造成工作面停产。

另外，一旦回采巷道出现变形破坏后，为了维持生产，需要对巷道进行扩帮处理、卧底翻修，并需要将因此而产生的渣物清理后运出，这无疑会花费大量的人力财力和物力，并会大大增加工作面停产时间。

大大降低了劳动生产率，增加了吨煤成本，并增加了威胁矿工人身安全的危险因素。

煤矿回采巷道的变形破坏通常具有如下特点。

对于单一煤层，如果回采巷道将煤层的顶底板作为自身的顶和底，即所谓的一次采全高，并且煤层顶底板比较坚固的情况下，此时的回采巷道一般能长时间保持稳定不发生大的变形破坏，在煤矿开采过程中不需要专门对其再加固和再翻修。

但对于位于复杂地质条件附近的回采巷道，需要经常对这些巷道进行加强支护，不断维修，这类回采巷道往往需要花费较大的精力去维护。

回采巷道变形破坏机理及加强其支护初探

回采巷道变形破坏机理及加强其支护初探【摘要】随着采煤工作面的推进，机、风两个巷道会产生变形和破坏，这既会影响到采煤作业的正常进行，也会对两个巷道内机电设备的运转和移动造成阻碍，所以必须要研究巷道围岩的变形破坏机理，根据其特点来加强支护，加强弱结构支护，有针对性的采用“锚网索+U型棚”联合支护，确保井下作用的顺利进行。

【关键词】回采巷道变形破坏；支护；初探在煤矿的回采巷道中，由于地形结构所决定，有些回采巷道中的变形破坏给井下作业生产造成了很大影响，降低了工作效率，潜伏了安全隐患，所以必须要认真研究回采巷道的变形机理，从而找出合理的支护措施，保证巷道内作用的正常进行。

1、回采巷道变形破坏的影响和特征1.1回采巷道变形破坏的影响回采巷道的变形破坏会导致巷道支架变形，挤压巷道断面，巷道支架的顶梁会变形折断，棚腿因受力过大会被压入巷道，如果棚腿进入了底板，则会引起底鼓，工字形钢支架会被压成倒梯形；U形支架的卡子内人螺栓会被压坏，整个支架变成不规则形状，巷道内部空间因挤压而缩小，于是机电设备无法移动，生产物资无法运送，为维护正常的工作环境而采取的扩帮、清渣、底板翻修、重整支架等措施会占用大量的人力、物力，消耗大量的时间，直接导致开采工作的停滞。

1.2发生变形破坏的外在特征（1）相同地质结构和工作环境的巷道内，拱形支架要比工字型支架的性能更好，可以有效防止巷道的变形，分解破坏力。

（2）从巷道周围的岩层结构来看，如果围岩稳定，巷道内煤层结构单一，可以一次性从顶到底全部采清，同时顶板和底板的岩石坚硬，则巷道不易出现变形破坏。

而煤层结构复杂的机、风巷道中，需要对支架进行经常性的维护。

（3）上分层的回采巷道比下分层的巷道性能稳定，不易发生变形。

（4）一侧被采空的巷道比两侧都是实体煤层的巷道更容易变形。

（5）受采动影响后，工作面容易发生变形破坏。

2、巷道变形破坏物理力学分析巷道被掘开后，原本受原岩应力场作用而处于稳定状态的岩层，受力结构遭到破坏。

急倾斜突出煤层回采巷道锚钢复合支架支护研究

科技创新与应用Ｉ２ｏ１４￣６
科技创新
急倾斜突出煤层回采巷道锚钢复合支架支护研究
周忠国梁立勋张亮章宁钊蒋文荣徐伦
（四川省华蓥山煤业股份有限公司绿水洞煤矿，四川华蓥６３８６０１）
摘要：针对绿水洞煤矿急倾斜煤层回采巷道现状，研究分析原支护体系与现场存在的不适之处，优化改进提出采用锚钢复合支架支护体系，采用工程类比法与现场调查分析法相结合，开展急倾斜煤层回采巷道压力监测分析，得出回采巷道上帮变形是两帮移近的主要因素，也是高帮片帮的薄弱所在。提出的锚钢复合支架支护结合被动支护与主动支护特长，支架相互连接形成整体，具有防倒防滑功能，抗剪切能力增强。该项目累计节约费用５０．８万元，在类似巷道中具有较广泛的推广使用价值。关键词：回采巷道；锚钢复合支架；防倒防滑
腿上，通过限位梁端有效防止支架顶梁滑动，限位梁端长度要求不１原回采巷道支护体系存在问题分析００ｍｍ，支架顶梁的顶梁尾托板与拉杆、支架腿的铁托板通过绿水洞煤矿开采水平由＋５２８ｍ水平逐步向＋３５０ｍ水平延伸，矿小于１井瓦斯灾害随之升级，根据煤炭科学研究总院重庆研究院于２０１０螺栓进行连接固定，拉杆的另一端连接相邻支架，起防倒、传递支架年９月提供的《绿水洞煤矿Ｋ】煤层瓦斯瓦斯基本参数测定及突出间压力和保持支架稳定性的作用，使支架由单体受力变为整体支架危险性鉴定报告》，绿水洞煤矿Ｋ．煤层有突出危险胜。突出矿井急受力，有效抵抗局部来压、斜向来压和爆破冲击波的冲击等。锚钢复缓冲围岩倾斜煤层回采巷道实现综掘机掘进，但巷道支护一直都是国内煤炭合支架的支架腿起稳定和支护高帮侧防煤矸垮落和侧鼓，行业的一大难题，对于此方面的研究成果和成熟应用目前还比较变形的作用。锚钢复合支架的支架顶梁起到稳定和护顶梁上方防支架顶梁上仰角度为０至２０。。支架顶梁背顶少。急倾斜综采回采巷道支护方式目前采用的主要有锚网支护、架煤矸垮落冒顶的作用，确保每架支架之间不漏窜煤矸。顶梁连接板的倾料支护和锚棚支护。对煤层巷道采取锚网喷支护，取得一定效果，但采用混凝土背板，支护成本太高，对煤巷安全快速掘进制约太大。斜角度随煤层倾角ｄ的变化而变化，以确保与顶板呈面接触。该支国内其他类似煤矿，据了解，基本以金属支架支护为主。开采水护形式在巷道宽度确定后，若煤层倾角变化较大，锚钢复合支架顶增长或缩短），在施工过程中需随时平延伸伴随而来的问题主要是煤层倾角越来越大，为不破坏煤层顶梁则根据煤层倾角变化而变化（板稳定性，煤层巷道在掘进工艺和支护设计时都采取沿煤层顶板掘观察、测量和掌握煤层倾角的变化情况，来确定锚钢复合支架顶梁进，当煤层倾角增大时，造成巷道矮帮与高帮的高差增大。当煤层倾的长短。该方案可解决煤层顶板悬吊面积大的问题，巷道揭露出的角大于４５。时，巷道高帮高度达到５．７ｍ，造成巷道高帮支护非常困顶板采用树脂锚杆加锚索加锚网进行支护，锚棚支架梁子上方三角难，巷道围岩应力发生较大变化时，顶板易出现离层，高帮出现侧煤减小不易发生垮落，顶板的完整使端头支架推移自如，超前容易鼓，增加了巷道支护和维修成本，施工安全威胁较大。支护，不再影响工作面的推进度，解决了工作面煤壁因压力大发生金属防倒支架架料支护体系存在问题分析：巷道掘进过程中使片帮飞矸和遇地质构造后冒顶的安全威胁，且在回采过程中可随时用梯形金属防倒支架架棚支护，顶部留设三角煤，由于煤层坚固性直观的掌握工作面前方揭露的地质构造情况，可根据揭露的地质构系数较小（ｆ－２ — ３），三角煤留设较困难，常造成梯形金属防倒支架顶造情况对工作面及上下出口采取有针对性的加强支护方案，对回采部空顶，有时形成高冒孔洞区域，对空顶区域采用架木垛支护及煤期间安全生产有较大好处，减轻了职工的劳动强度。优点：有效保护矸充填，接顶的稳定性和牢靠性较差，随着时间的推移，支架梁和腿顶板和三角煤，采用主动支护和被动支护相结合，支护工作强度相受煤层顶板压力和两帮挤压力逐渐增大，出现顶梁和两帮支架腿弯对较小，维护工作量小，顶梁和腿子不易产生变形，利于后期回采顶基本可回收复用。缺点：不能适应地质构造变化地段巷道支曲变形、折断等问题，增加巷道维修工作量，同时也对维修人员安全板支护，造成威胁，掘进过程中不能直观全面预见前方揭露的地质构造情护。况。工作面回采过程中由于煤层硬度小，受采场压力变化及巷道围３锚钢复合支架支护与临时支护岩应力变化影响，高帮侧巷道顶部煤炭垮落后，巷道顶板大面积空当煤层倾角大于３５。时，采用锚钢复合支架进行支护，梁子长度顶且长期悬吊，造成煤层顶板出现离层，工作面回采端头支架推移根据现场煤层倾角确定，腿子长２．８ｍ，棚距一般为０．８ｍ，顶部、高帮时升降使顶板破碎后，端头支架接顶困难，只能采取端头支架顶梁采用砼背板花背，笆片密铺，并用煤矸充填严实。锚钢复合支架腿子上部垫方木接顶，接顶面积有限，形成恶性循环，另回采过程中工作脚窝深度不得小于０．３ｍ，在锚钢复合支架腿子距底板５００ｍｍ处采面下出口顶板垮落的矸石在端头支架推移过程中容易掉入端头支用ｑ￣＝１６ｍｍ、Ｌ＝Ｉ．８ｍ的涨壳式锚杆施工一组锁脚锚杆进行固定防架内，造成３栉端头支架与２＃端头支架间隙大于２００ｍｍ，需采用戴倒，锚钢复合支架梁子梁头采用一根Ｌ＝７００ｍｍ、ｑ￣＝３６ｍｍ的稳桩和帽点柱进行支护，造成推移缸行程缩短，增加了下端头液压支架升２根ｑ￣＝１８ｍｍ、Ｌ＝２．０ｍ的树脂锚杆固定在顶板上，矮帮侧顶板采用降次数，对已经出现离层的下出口顶板造成更大的破坏。下端头液ｑ￣＝１８ｍｍ、Ｌ＝２．０ｍ的树脂锚杆配金属网支护，锚杆间排距１．０ｍ，并布压支架推移时间的增长，直接影响工作面推进速度，工作面推进速置单排锚索加强支护，锚索间距４．０ｍ，遇断层时则在断层上、下盘各度减慢，造成工作面煤壁侧压力增大煤壁出现片帮，急倾斜综采工增加布置一根锚索（间距视现场情况而定）。锚索选用Ｌ＝５．０ｍ， ‘ ｐ：作面片帮产生飞矸，若工作面遇裂隙、断层等地质构造，工作面推移１５．２４ｍｍ的低松弛钢绞线，每根锚索内安设４条树脂锚固剂，其型速度缓慢，工作面片帮极易发生顶板冒落事故，对工作面安全生产号为ＺＫ２３５０。矮帮采用ｑ￣＝１６ｍｍ、Ｌ＝Ｉ．８ｍ的涨壳式锚杆配金属网支造成较大威胁和影响。护，锚杆排距为１．０ｍ，间距为０．８ｍ，金属网与煤壁间笆片密铺。原锚棚支架支护体系存在的问题：结合绿水洞煤矿回采巷道特巷道施工过程中，巷道顶部支架支护部分采用前探梁作为临时性，研究出适用于大倾角煤层巷道采用锚杆支护和金属支架联合支支护，前探梁由２根Ｌ ≥５ｍ的４寸钢管（９＝１０１．６ｍｍ）￣Ｈ前探梁抓子护的锚棚支架，由锚杆、支架顶梁和支架腿组成。锚棚支架顶梁梁头配２～３块木板（规格：长× 宽× 厚＝２０００ｘ２５０￣５０，单位：ａｒｍ）组成，前探处采用两根锚杆进行固定，当煤层倾角增大、巷道顶板压力增大或梁抓子由矿统一设计并加工。先将每根探梁使用２个前探梁抓子固受采动压力影响，造成顶梁梁头处锚杆被剪断或梁头与顶板不呈

倾斜煤层回采巷道的支护探讨

ＣｏａｌＭｉｎｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
倾斜煤层回采巷道的支护探讨
商凤忠
（安徽省淮北市烈山区童亭煤矿。安徽淮北２３５０００）
【摘
要】采矿一首采工作面巷道掘进过程右帮矿压显现非常
２．２斜矩形断面
明显，多数地段煤体破碎，通过对巷道断面形状进行优化，支护措施进行改进，成功地控制了巷道变形破坏，取得了较好的支护效果。
底鼓。
３）工作面开切眼开口与两巷衔接难度增大，而且工作面回采时，两巷端头维护困难。综合对比分析２种巷道布置的优缺点，宜采用斜矩形断面布置方
式。
３巷道支护设计
支护试验巷道为Ｃ３２０３Ｔ作面材料巷，断面为斜矩形，巷道宽４１００ｍｍ，左帮高２５００ｍｍ，右帮高３６００ｍｍ，掘进断面为１２．５。顶板布置５根直径２２ａｒｍ，长度２．２ｍ的高强锚杆，间排距９００ａｒｍＸ９００ｍｍ，采用１支Ｋ２３５５和１支Ｚ２３５５进行树脂加长锚固。采用厚３ｔＯｅｒｏｒ，宽度２８０嘲，长度３１８ｍ的Ｗ钢带护顶。锚杆托板规格为１３０ａｒｍＸ１３０ａｒｍ×ｌＯｍｍ，采用ｌ２号铁丝编织的菱形金属网护顶。顶板布置２根直径１５．２４ｍ，长度６．３ｍ的锚索加强支护，间排距１４００ｍｎｉＸ１８００ｍｍ，托板规格为３００ａｒｍ ×３００ｍｍ ×１６ａｒｍ。右帮布置４根直径２０ｍｍ，长度２．Ｏｍ的高强锚杆，间排距９００ａｒｍ ×９００ａｒｍ；采用１支Ｚ２３５５锚固剂锚固，采用厚３１０ａｒｍ，宽２８０ｍｍ，长２．９ｍ的Ｗ钢带护帮；采用１２号铁丝网护帮。右帮另外布置２根直径１５．２４ｍｍ，长４．ｏｌＩｌ的短锚索加强支护，排距１．８ｍ；下帮锚索距离底板Ｉ．Ｏｍ，上帮锚索距离顶板０．８ｍ，托板规格为

急倾斜中厚煤层沿空留巷支护技术研究

急倾斜中厚煤层沿空留巷支护技术研究摘要：针对急倾斜中厚煤层沿空留巷的问题，探讨了不同支护条件下巷道的稳定性，研究了巷道的变形情况，研究成果对急倾斜沿空留巷具有一定的指导意义。

煤炭资源作为我国的主要能源之一，已经走过了长时间的发展过程。

随着煤炭行业的发展，地质构造简单煤层的储量已越来越少，而地质构造复杂煤层的开采已势在必行，其中急倾斜中厚煤层便是其中之一。

此外，传统的护巷技术即留设宽煤柱的护巷方法，具有开采率低下和掘进率高的缺陷，为提高煤矿的经济效益，沿空留巷技术逐渐被应用于各大煤矿之中。

就我国目前煤炭开采而言，沿空留巷技术在近水平、缓倾斜煤层中已经有了相当丰富的实践技术经验，而针对急倾斜中厚煤层普遍使用的沿空留巷技术还很不成熟。

国内有部分学者对急倾斜中厚煤层沿空留巷技术进行了探索，并取得了一定的成果[1-10]。

本文基于四川广旺公司石洞沟煤矿急倾斜中厚煤层，对急倾斜中厚煤层沿空留巷的支护技术及变形特点进行了探究，研究成果对于急倾斜中厚煤层沿空留巷技术具有一定的借鉴意义。

1 工程概况1.1 煤层情况：煤层厚度为2.14-4.4m，平均厚度为3.3m，煤层硬度系数为f=2-3，煤层走向为265°，煤层倾角为47°-58°，平均倾角为54°，本区煤岩层为简单的单斜构造，沿走向和倾向都有一定程度的舒缓波状起伏变化。

1.2 煤层顶底板情况：1.3 巷道布置：①采煤工作面即巷道布置：采煤工作面参数设置如下，走向长度899m，真倾斜长度137m，煤层最大倾角58°，最小倾角47°，平均倾角54°，煤层实际倾斜面积125685m2；采煤工作面上方为回风巷，下部为运输巷，两行相互平行，且布置与同一煤层中。

②运输巷：工作面运输巷为新掘机轨合一的异形断面巷道，巷道断面参数如下，宽4400mm，高3200mm，断面面积13.4m2，采用锚网索+W型钢带的联合支护。

回采巷道变形破坏机理及其支护技术研究

要】煤矿回采巷道变形破坏的现状做了描述，析了造成这种现象的原因，对回采巷道的加强支护提出了建议。对分并【关键词】回采巷道；变形破坏机理；加强支护
采煤工作面向前推进过程中，、两巷的变形与破坏直接影响小，机风指数就越小，性区半径和周边位移值变化就越快，巷道支护阻塑且
患。因此，工作面风、两巷变形破坏的机理进行研究，出恰当的对机找根据矿压理论，一侧采空区的煤体内布置的回采巷道，采面在在加强支护方法，矿井降低吨煤成本，高劳动生产率，现安全生产向前推进中，受到相邻已采工作面采空区骨残余支承压力和本工作对提实将
钢支架会在其弱面处压弯或断裂，子压断，去应有的可缩性和支卡失要好得多．道无明显变形或变形不严重。巷从ｌ２－．从巷道围岩稳定性看，置在单一煤层，次采全高，顶见承能力而引起巷道的变形破坏。工字钢梯形支架的支护性能不如２布一见特剧底，底板岩性坚硬，层稳定的回采巷道，易保持完好，产过程Ｕ型钢支架．别是在大断面长走向才巷道，烈的采压力和围岩应顶煤容生很两中，本不须进行加固或翻修而布置在地质条件较复杂的煤层中的力长时间作用，容易造成工字钢梁在中部压弯，帮腿向巷道弯曲，基

倾斜煤层回采运输巷道锚索破断原因分析

１２
陕西能源职业技术学院学报
１２巷道支护设计参数．
受力状态的时候，力表的示数显示的是锚杆和锚压
收稿日期：０８１１２０．．７
粗砂岩
图１十层煤采区柱状图
作者简介：奚家米（９４一）男，１７，安徽芜湖人，西安科技大学建筑与土木工程学院教师，主要从事岩土工程及采矿工程教学、研
究工作。
维普资讯 http://www.cqvip.cቤተ መጻሕፍቲ ባይዱm
ｒｎｅｎｆｔｅｄｆｒｎｏｌｓａｆｃｓｓａｒｓｌ，ｔｅｂｓｕｐｒｅｆｃａｅｎｇｔｂｈｎｔｓｐｏｔａｇｍｅｔｏｉｅｅｔａｅｍｅ，ａｅｕｔｈｅｔｓｐｏｔｆｔｓｂｅｏｙｔｅｕｉｕｐｒ．ｈｃａｅｈ
１．１
粗砂岩
２０３综放工作面位于十层煤中。十层煤结构１５复杂，煤层较厚，内含１２层稳定夹矸，夹矸均为灰黑色泥岩。掘进范围内煤层沉积较稳定，部有０４局．米泥岩伪顶，２５０集中石门以北１范围内，层０米煤
２９７９．５～．７６９．４
十层煤
内含１１层稳定夹矸，复杂结构煤为层。硬度２度。煤种：浅部为焦种：浅部为焦煤；部为深度煤
受古河床冲刷影响，煤层变薄，预计煤层厚度为３
米，层最大厚度为７９ｍ，小厚度２９ｍ，均煤．７最．５平煤层厚度６９ｍ。煤层平均产状为走向１３，向．４５。倾２３，４。倾角２。７。巷道埋深约３０１ｍ。采区煤层柱状

浅谈煤矿回采巷道变形破坏机理及其加强支护

（转第６下９页）
・
２回采巷道变形破坏的机理
收稿日期：０６—０２２０６— ２
作者简介：张玉生（９４一）男，南鲁山人，理工程师，９７年１６，河助１８
次采全高、见顶见底、底板岩性坚硬、层稳定的顶煤
（）２塑性区域半径和周边位移值随巷道的支架阻力的增大呈负指数函数关系，是巷道在得到加这强支护后，围岩变形明显减少的原因。（）３在塑性区域半径和周边位移值与巷道支护
２１回采巷道围岩变形规律的理论研究．
井下巷道开掘后，果围岩应力小于围岩的屈如
服极限，围岩仍处于弹性状态。在此状态下巷道则
无需支护就处于稳定状态。若围岩应力超过围岩的
屈服极限， பைடு நூலகம்岩就呈现塑性状态，于塑性状态的围处
１１回采巷道变形破坏现象．
越严重。运用极限平衡理论计算得出以下结论。
（）１在巷道支护阻力一定的情况下，巷道塑性区
半径和周边位移随围岩的内摩擦角和粘结力增大，即随同岩强度的增高明显减小。这是上分层巷道一次采全高、见顶见底的巷道比布置在下分层、体松软煤
对矿井降低吨煤成本，提高劳动生产率，实现安全生

回采巷道破坏机理及支护

联合支护，这里的锚杆金属网支护一般用的回采巷道所处岩石坚硬、顶板相对完整的上分层巷道或者单一的回采巷道中。这种回采巷道在生产工作中大多情况下不会出现变形。而Ｕ型钢拱形可缩性支架一般用的回采巷道顶板有破裂、有轻微脱落，矿压明显的下分层中。如果Ｕ型钢拱形支架的可缩性不适合围岩变形或者固定的卡子强度达不到标准，就会在采动压力和围岩应力的双重压力下，Ｕ型钢拱形可缩性支架弱面处就会出现压弯，这时就应及时退出巷道，当压力大的情况下还会出现断裂、卡子
形的几率较／Ｊ、。其四，在煤矿回采巷道中，巷道的采空区最容易发生变形破坏，安全隐患也随之出现，而巷道两侧均为实体煤时，就不易发生变形，甚至可以长期保持。其五，在同一煤矿回采巷道内，容易变形破坏的区段是受采动影响的区段。
第５卷第２期２０１４年２月
黑龙江科学
ＨＥＩＬＯＮＧＪｌＡＮＧＳＣＩＥＮＣＥ
Ｖ０１．５Ｎｏ．２
Ｆｅｂｒｕａｒｙ２０１４
回采巷道破坏机理及支护
徐涛
（黑龙江工业学院，黑龙江鸡西１５８１００）
摘要：煤矿回采巷道变形会严重影响煤矿的正常开采工作，甚至威胁到煤矿员工的生命安全，回采巷道服务时间较短，一般

急倾斜煤层回采巷道支护参数研究

ＳｅｒｉａｌＮｏ．５２７Ｍａｒｃｈ．２０１３
现
代
矿
业
Ｍ０ＲＤＥＮＭＩＮＩＮＧ
总第５２７期２０１３年３月第３期
急倾斜煤层回采巷道支护参数研究
柴宏毅代雪松冯俊杰
（．龙煤集团七台河分公司；２．黑河市煤炭生产安全管理局）
３．３安装锚索
① 钻眼必须打到规定的深度，严格控制眼深与锚索长度相一致，锚索外露长度控制在２５０～３００ｍｍ，预紧力８０—１００ｋＮ，锚固力不小于２００ｋＮ； ② 锚索孔径、索径与锚固剂直径要匹配，锚索间距、排
价值和实践意义。
冒落，上帮和底板煤体一直膨胀直至巷道封闭。锚杆支护可有效控制顶板和上帮的变形破坏，控制底鼓成为提高上帮控制效果的关键Ｊ。
２．１巷道支护形式
急倾斜煤层巷道变形破坏主要集中在上帮和底板，巷道顶板在锚杆的支护作用下可以得到有效控制。右二片降段巷道原支护方式为锚杆支护，为了有效控制急倾斜煤层上帮失稳和控制底鼓，决定巷道断
支护参数优化取得了良好的效果，降低了巷道修复成本，提高了巷道安全性。关键词急倾斜煤层参数设计巷道支护
目前，对于急倾斜煤层回采巷道，由于支护方式和采煤方法的原因，多数情况下采用沿顶板掘进… 。由于煤层赋存的特点，巷道的变形和破坏具有非对称性，回采巷道上帮煤体经常出现大范围失稳抽冒现象，导致顶板空顶区增大，甚至引发冒顶事故Ｊ。因此，许多矿区难以控制急倾斜回采巷道围岩的变形，造成顶板和煤帮的严重破裂及支架的大量折损，支护效果差。近年来，锚杆支护技术获得了充分发展，国外的研究主要集中于缓倾斜及近水平煤层的巷道支护，国内急倾斜煤层回采巷道的应用较少。针对龙煤集团新强煤矿的生产与地质条件，对该矿急倾斜煤层回采巷道锚杆支护进行了研究，对于实现急倾斜煤层回采巷道的有效支护和维护，提高该条件下矿井的技术经济指标，具有重要的理论

煤矿回采巷道变形破坏机理及其加强支护

煤矿回采巷道变形破坏机理及其加强支护【摘要】对煤矿回采巷道变形破坏的现状做了描述，分析了造成这种现象的原因，并对回采巷道的加强支护提出了建议。

标签回采巷道；变形破坏的机理；加强支护形式选择前言采煤工作面向前推进过程中，机、风两巷的变形与破坏直接影响着工作面及其两巷机电设备的迁移和采煤工作面的正常推进。

平煤集团六矿回采巷道的变形破坏，长期困扰着矿井的正常生产，并一度使多个工作面处于半停产或停产状态。

为维护巷道所投入的工作量，使全矿蒙受了巨大的经济损失，同时也给工作面的安全工作造成了重大隐患。

因此，对工作面机、风两巷变形破坏的机理进行研究，找出恰当的加强支护方法，对矿井降低吨煤成本，提高劳动生产率，实现安全生产具有十分重要的现实意义。

1 回采巷道变形破坏的现象、特点1.1 回采巷道变形破坏的现象回采巷道变形破坏主要表现为巷道支架的不规则变形和巷道断面的缩小，支架顶梁被压弯折断，棚腿被挤入巷道或压入底板，巷道出现底鼓，工字钢梯形支架呈为倒梯形，并出现所谓的爬行巷道。

此种现象严重阻碍着巷道内机电设备的外移、物料的运输，为保证采面正常生产，往往需要对巷道进行扩帮、卧底、出渣、架设新支护，消耗很多人力物力和时间。

1.2 回采巷道变形破坏的特点（1）在同一巷道内，采用拱形支架支护比采用工字钢支架支护效果要好得多，巷道无明显变形或变形不严重。

（2）从巷道围岩稳定性看，布置在单一煤层，一次采全高、见顶见底、顶底板岩性坚硬、煤层稳定的回采巷道，容易保持完好，在生产过程中，基本不需进行加固或翻修。

而布置在地质条件较复杂的煤层中的机风巷，维护工程量都比较大。

（3）布置在上分层的回采巷道比布置在下分层锈结假顶的回采巷道容易保持完好。

（4）在巷道一侧采空区和两侧均为实体煤相比，前者明显比后者容易变形破坏，而后者则能长期保持完好。

（5）在同一巷道内，受到采动影响的区段比其它区段的巷道更容易变形破坏。

2 回采巷道变形破坏的机理为什么会发生上述现象，是什么原因导致巷道的变形破坏，如何从中找出它的规律和相应措施并加以克服是下面所研究的内容。

煤矿回采巷道变形破坏机理及加强其支护探索

中国新技术新产品
一３— １７
应力过小，围岩屈服极限之内，时巷道处于在此非常未定的状态下，无需采取支护手段。当围岩应力过大，远超过围岩的屈服极限时，远此时围岩的弹性状态便会消失，转而呈现为塑性状态，在塑性范围内的围岩统称为塑性区。塑性状态下的围岩在外力的作用下容易产生围岩塑性变形，进而导致巷道发生变形。当巷道支护所承受的阻力不变的情况下，时巷道内部的塑性区此域半径与塑性区域周围的位移情况随巷道内围岩强度的变大而发生减小。在这种睛况下，巷道如果是见顶见底的或是处于上分层时，巷道的形态会处于一种相对稳定的状态之下，而处于这种状况下的处于断层带内的巷道，或是处于煤层比较松软的区域的巷道，巷道的稳定性就很难得到保障，容易发生变形。２．２重叠支撑压力对巷道变形破坏所产生的具体影响当煤矿回采巷道处于—侧已经被采空的煤体内时，随着煤矿开采面的不断向前推移，此时煤矿回采巷道会受到来自采空区内部所剩余的支撑力与煤矿开采面所产生的超前支撑力的双重压力。在双重压力的作用下，回采巷道所煤矿
程图
变形，此时支架的两帮腿便会向巷道中间挤出，支架折断或是变形导致支架的承压能力消失或是下降，导致巷道棚距拉大或是导致巷道加强支护滞后，种种状况都会导致巷道发生变形，不利于煤矿开采工作的进行。３巷道发生变形破坏需要加强支护从分析可知，既然回采巷道在工作面向前推进进程中不可避免地要遭到采动压力、相邻采空区残余支承压力的共同作用，那么为防止回采巷道变形与破坏，就必须对其进行加强支护。强支护原则上应满足以下条件：，加第一减少塑性区的扩展范围；二，塑性区围岩的强第增加度，围岩的自承能力；三不使巷道内的原提高第基本支架受力状况恶化；第四不影响巷道使用；第五经济、方便。另外，加强支护范围应根据对不同的地质条件和支护形式确定。一般情况下，普遍采用在工作面前方０５ｍ进行加强支护。－０加强支护的方式，应依据以上的选择原则，并结合现场的实际ｆ况加以确定。这种支护的青作用机理是将无加强支护时“ 支架一围岩 ” 作用体系变成“ 支架 ——加强层—— 围岩 ” 三位一体共同作用体系，其作用具体表现在以下几个方面：，了加强支护，本支架与围第一增加使基岩的外载比较均匀地作用在基本支架周围，改善了支架的受力状况；第二加强支护与基本支护共同作用，效地减少了围岩塑性区的扩展有范围，进而减少了巷道的周边位移；第三该支护方式经济方便，响巷道使用。不影

急倾斜临界角煤层开采围岩破坏规律

发生于距离煤层１ｍ以内，底板隆起量最大为０２５．ｍ。
２）工作面下部围岩移动规律。开挖第二分段工作面
３急倾斜临界角煤层开采顶板围岩破坏及移动规律
为了能够掌握急倾斜临界角煤层开采后的围岩移动规律，在模型上共布置了６条测线，各测线分别位于沿工作面倾斜方向的中部和底部，测线间距约２ｅ（型２ｍ）０ｒ原ａ０，
确进行支护分析和设计提供可靠的依据。
１工作面概况
旺苍石洞沟煤矿西一采区５１作面主采１１２工Ｏ和１１号
煤层，其中１０号煤层厚度１５．ｍ，普氏系数．＝１５厂．。煤层直接顶为深灰色泥岩，厚度２ｍ左右，遇水软化；老顶为砂岩和泥岩互层，厚度约１ｍ；直接底板为薄层状泥岩，易碎，４
州：中国矿业大学出版社，２０．０６
综采放顶煤采煤工作面的 “ 四位一体” 治理技术是全方位瓦斯治理技术，能有效地降低工作面的瓦斯浓度。通过采取 “ 四位一体 ” 防突措施，１６１采工作面自投产１０综
以来，杜绝了瓦斯超限和煤与瓦斯突出事故，做到了高瓦
煤
炭
工
程
２１００年第１期
急倾斜临界角煤层开采围岩破坏规律
李冬
（矿集团兴隆庄煤矿，山东兖州兖２２０）７１２
摘
要：通过相似模拟实验研究，结合以往的生产实践及类似煤层围岩破坏规律，针对旺苍

张艳丽等：急倾斜煤层重复采动回采巷道变形破坏机理与支护技术研究

张艳丽等：急倾斜煤层重复采动回采巷道变形破坏机理与支护技术研究作者张艳丽1,2，解盘石1,2，伍永平1,2单位1.西安科技大学能源学院，陕西西安 7100542.西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室，陕西西安710054摘要针对急倾斜煤层重复采动条件下回采巷道稳定性控制难题，以典型的急倾斜煤层回采巷道为背景，采用现场实测、数值模拟和物理相似模拟实验方法，对重复采动条件下急倾斜煤层回采巷道变形破坏特征进行了分析研究。

结果表明: 重复采动影响下急倾斜煤层巷道围岩变形破坏具有非对称特点，其变形破坏失稳是一个复杂的时间空间问题。

据此提出了“主动支护、关键部位加强控制”的支护原则，采用“强力锚杆+长锚索+W 钢带+钢筋网”非对称耦合支护方式，有效地控制了巷道变形破坏，该研究成果可为解决急倾斜煤层巷道支护难题提供借鉴。

中国煤炭在一次能源消费结构中的比重基本保持在50%左右，是中国经济发展的重要支柱。

其中，急倾斜煤层(埋藏倾角45°以上)占全国煤炭储量的10%，年产量约占全国煤炭总产量的10%，我国四川省、贵州省、云南省等地区80%的矿区赋存有该类煤层，且大部分为优质的煤炭资源[1-3]。

因此，急倾斜煤层开采对中国区域经济社会发展具有十分重要的作用。

然而，回采巷道围岩稳定是急倾斜煤层开采亟待解决的关键难题之一[4-8]。

大量研究与实践表明，急倾斜煤层与近水平煤层回采巷道围岩赋存状况差异大，巷道两帮为煤层顶底板，岩性存在差异，而巷道的顶、底板多为煤层，节理裂隙发育且强度较弱，开采扰动下巷道变形破坏特征较一般条件煤层更为复杂[9-14]。

本文结合赵家坝煤矿急倾斜煤层软岩回采巷道工程实践，采用现场测试、数值计算和物理相似模拟实验方法，深入分析急斜煤层回采巷道变形破坏特征，提出重复采动影响下回采巷道的形状及支护方法，可为该类煤层开采巷道支护难题提供科学依据。

1 工程概况赵家坝煤矿地质条件复杂，目前可采煤层自上而下依次为8# 、9# 、10#煤层，煤层倾角在55°以上，煤层间距小，其中9#煤层与10#煤层平均间距约2m。

破碎煤层巷道掘进及支护技术研究

破碎煤层巷道掘进及支护技术研究煤层瓦斯、煤灰、煤尘等事故频繁发生，使矿井安全面临严峻考验。

在煤矿工作中，煤层破碎和塌落是经常遇到的问题，因此研究煤层巷道掘进及支护技术是非常必要和重要的。

1. 煤层掘进进度与煤层破碎关系的研究。

一般情况下，煤层掘进的速度越快，破碎煤层的可能性就越大。

因此，在煤层掘进过程中需要控制掘进速度，为煤层提供足够的支撑，减少煤层破碎的可能性。

此外，还需提高掘进机械的设备精度，降低机械对煤层的撞击力，以减少煤层破碎。

研究煤层巷道支护技术，可以提高煤层掘进的安全性和掘进效率。

支护技术应根据煤层的不同情况，采用不同的支护方式。

如对于煤层较坚固且稳定的情况，可以采用钢筋网支护或采用锚杆支护等方式。

对于煤层松软、易破碎或有煤层卸岩的情况，可以采用喷浆注浆支护、锚索网支护等方式。

3. 煤层巷道掘进中液压支架的应用研究。

液压支架提供了良好的支撑和固定效果，是目前煤层巷道掘进中广泛应用的支撑方式。

液压支架有良好的稳定性和调节性能，能够自动适应煤层巷道的变化，保证巷道的稳定和安全。

因此，研究液压支架在煤层巷道掘进中的应用，对于提高煤矿巷道掘进的效率和安全性具有很大的意义。

4. 巷道支护后的煤层坍塌与变形规律的研究。

支护后的煤层普遍存在一定的坍塌和变形现象。

如果不及时处理，会对巷道结构造成极大的危害。

因此，研究巷道支护后煤层的坍塌和变形规律，可以为制定合理的巷道支护方案和提高巷道支护的成功率提供重要的参考。

此外，还可以提高对煤层变形的识别能力，为煤层控制和管理提供科学依据。

总之，研究煤层巷道掘进及支护技术，可以有效地提高煤矿工作的安全性和效率。

通过对煤层掘进进度与破碎关系、巷道支护技术、液压支架应用以及巷道支护后的煤层坍塌与变形规律等方面的深入研究，为制定科学合理的煤层巷道掘进与支护方案提供理论基础和技术支持，为保障矿工的生命安全和矿井的持续稳定发展作出科学的贡献。

急斜煤层群重复采动沿空软岩巷道变形破坏机理

急斜煤层群重复采动沿空软岩巷道变形破坏机理重复采动是影响煤层群变形破坏的主要因素。

急斜煤层群重复采动沿空软岩巷道变形破坏的机理很复杂，它与采动次数、煤层强度和空软岩巷道变形特征有着密切的联系。

关于急斜煤层群重复采动沿空软岩巷道变形破坏机理，研究者针对实际的应力状况，提出了不同的变形破坏理论。

首先，重复采动使应力增加，在某一特定的应力状况下，煤层会被拉伸、扭转、挤压破坏，产生泥石流、山体滑动和岩层控制断层等变形破坏现象。

其次，重复采动易使空软岩巷道变形，当煤层强度较低，钻孔支护不善或综采深度较大时，井筒因重复采动而造成的变形破坏尤为明显。

此外，受重复采动的影响，支护中的有力支护结构将不断地弱化，举重设备的工作情况也会随之变坏，支护结构破坏可使外部应力转移到煤层，从而显著增加煤层的变形破坏。

重复采动的变形破坏不仅受采动次数的影响，而且受煤层强度和空软岩巷道变形特征的影响。

煤层强度可由受力环境、煤系特征、应力水平等决定，若煤层强度较低，受力时间较短，则煤层可能在支护前出现变形破坏。

空软岩巷道变形是受重复采动的控制，其变形特征受重复采动的不同阶段影响，可能出现不同的空软岩巷道变形。

另外，重复采动可导致巷道应力和支撑结构应力增大，易使煤层变形破坏，所以施工前要确定煤层强度及空软岩巷道变形特征，精准控制工作深度、采动次数和支护力度，减少重复采动量，以杜绝变形破坏，达到更安全的采空区采动作业。

总之，重复采动具有对应力和变形破坏产生显著影响的特点，但急斜煤层群重复采动沿空软岩巷道变形破坏机理尚待进一步研究。

为此，研究者需深入研究重复采动次数、煤层强度和空软岩巷道变形特征三者之间的关系，更深入地理解急斜煤层群重复采动沿空软岩巷道变形破坏机理，为采空区采动提供可靠的理论支撑。

煤矿急倾斜特厚煤层残煤复采的探讨课件

目的和意义
通过对急倾斜特厚煤层残煤复采技术的研究，提高煤炭资源回收率，缓解我国煤炭资源紧张的局面。
为类似矿井的残煤复采提供技术参考和经验借鉴，促进煤炭工业的可持续发展。
02
急倾斜特厚煤层的开采技术
倾斜长壁开采技术
倾斜长壁开采技术是一种在急倾斜特厚煤层中常用的开采技术，通过在煤层倾斜方向布置工作面，利用重力作用使煤炭自然滑落至运输巷道，实现煤炭的开采。
加强安全培训与教育，提高员工的安全意识和技能水平。
3
安全监管与评估
加强安全监管与评估，及时发现和消除安全隐患。
资源利用和环境保护
资源最大化利用
研究如何最大化利用残煤资源，提高资源利用率。
生态修复与治理
研究有效的生态修复与治理技术，降低复采对环境的影响。
节能减排技术
研究节能减排技术，降低复采过程中的能耗和排放。
采煤机开采技术
采煤机开采技术是一种利用采煤机进行急倾斜特厚煤层开采的技术，通过采煤机割煤、装煤和运煤等作业流程，实现煤炭的开采。
该技术具有较高的开采效率和作业安全性，但同时也需要较高的技术支持和设备投入。
03
残煤复采的难点和挑战
残煤复采的难点
01
02
03
煤层厚度大
急倾斜特厚煤层厚度通常较大，增加了开采难度和危险性。
确保采煤效率与安全。
安全管理
03
加强矿井通风、瓦斯监控、顶板管理等安全措施，确保作业环
境安全可靠。
成功案例分析
某矿区急倾斜特厚煤层残煤复采项目，通过合理规划、科学组织和技术创新，实现了高效、安全、低成本复采，取得了显著的经济效益和社会效益。
该矿区针对煤层赋存特点，采用放顶煤工艺进行残煤复采，通过优化采高、合理布置工作面等措施，提高了回采率，降低了资源浪费。

回坡底煤矿回采巷道围岩破坏规律及支护技术

回坡底煤矿回采巷道围岩破坏规律及支护技术杨轶坤【摘要】为探究矿井综采工作面回采对巷道围岩的破坏规律,以回坡底煤矿11-105综采工作面为工程背景,通过采用FLAC3D软件对工作面掘进、回采阶段的巷道围岩破坏规律进行了数值模拟研究.结果表明:巷道掘进完毕后围岩整体处于稳定状态,围岩破坏不明显,随着工作面推进距离的增加,回采巷道所受的垂直应力由11.67 MPa增加至23.33 MPa,两帮移近量及顶板下沉量分别高达564,242 mm,围岩稳定性较差.根据上述对巷道围岩破坏规律的分析,采用超前支护方式对11-105工作面的11-1051、11-1052巷道进行了处理,并讨论了具体的支护工艺实施方案及支护参数取值,对于类似条件下工作面巷道围岩稳定性控制有一定的借鉴价值.【期刊名称】《现代矿业》【年(卷),期】2017(000)011【总页数】5页(P182-186)【关键词】回采巷道;巷道掘进;超前支护工艺;围岩稳定性【作者】杨轶坤【作者单位】霍州煤电集团汾河焦煤股份有限公司【正文语种】中文矿井开采过程中，回采巷道正常使用是保证矿井安全生产的必要条件[1-2]。

近年来，国内外学者对回采巷道的变性破坏特征及安全稳定性控制技术进行了大量研究，张农等[3]、康红普[4]研究表明岩层不连续面分布及力学性质对巷道围岩稳定性的影响较明显，据此提出了高强高预紧力锚杆锚索支护设计方法；柏建彪等[5]研究认为提高围岩强度、转移围岩高应力及采用合理的支护技术是深部回采巷道围岩稳定性控制的基本方法；王连国等[6]通过评价高应力回采巷道围岩破裂机理和危险性，提出了锚网索耦合支护设计方法；何满潮等[7]分析了巷道围岩变形的时间效应，并应用软岩的流变效应研究了软岩巷道在工作面回采时的破坏特征；部分学者研究认为回采巷道稳定性受到工作面埋深、采动效应、支护方式、围岩强度等因素的影响，须充分顾及该类因素来制定巷道围岩稳定性控制措施[8-13]。