超前支护与巷道围岩耦合动力学研究

为研究综掘巷道超前支护装备与巷道围岩耦合动力问题,基于薄板理论的顶板动力学模型,建立巷道顶板力学模型。简化超前支护装备,通过各部件的运动微分方程建立整机动力学模型;最后建立考虑多点支护条件下的超前支护-顶板体系耦合动力学模型。用多体系统动力学仿真软件Recur Dyn研究多种工况下耦合动力模型的动态响应过程。结果表明,在支护的压力冲击、振动以及综掘截割扰动等因素影响下,侧帮和顶板位移变形较剧烈。在有效支撑区段,变形小于未支护顶板的位移最大值;非有效支撑区段的位移极值小于未支护顶板的位移极值,表明超前支护对顶板变形有一定的控制作用。     

单体液压支护工作面顶板动态监测工作的探讨

对单体液压支护工作面顶板岩层运动、变化情况进行分析，掌握顶板岩层动态规律，确定合理的支护参数和处理方案。     

综掘巷道超前支护装备双组支撑支护特性实验研究

为提高综掘巷道的掘进效率、改善支护工艺,设计一种用于综掘巷道迎头顶板支护的迈步式超前支护装备。通过对装备工作原理的分析,建立其三维模型。为检验装备的支护效果,设计了支护特性实验方案,构建实验平台,基于实验平台进行了双组支撑状态下的支护实验。实验结果表明:顶板上离固支边越远处动态位移变形量越大,接触力波动也越大; 在双组支撑状态下,顶板变形量最大达到9 mm,接触力最大幅值达到5.84 kN,位置均为顶板纵向中线位置处,在被支护后,该位置最迟趋于稳定; 在双组支撑状态下,顶板变形及接触力经历2~3 s波动后都将趋于平稳; 超前支护装备对顶板的稳定性能起到良好的控制作用,能提高顶板的安全性,为后续产品研发及工业实验提供依据。     

掘进机扰动下超前支架动态响应特性分析

为研究掘进机扰动作用下超前支架动态响应特性,基于块系覆岩理论,构造超前支架-顶板耦合动力学模型,根据截齿截割阻力经验公式和牵引阻力经验公式推导截割头竖向受力公式,将其作为掘进机扰动激励,进行超前支架扰动作用下支架动态响应仿真与试验分析。结果表明:当超前支架-顶板接触刚度与超前支架支护刚度分别增加到2.5×106kg/s~2时,超前支架与顶板的位移幅值分别减小了66.78%和54.73%、58.91%和63.78%;当接触刚度增大至临界值1.5×106kg/s~2后,其对顶板位移变化量抑制作用减小。结果说明增加接触刚度或支护刚度均可减小掘进机扰动对超前支架的影响;当接触刚度达到某一临界值,顶板下沉量将趋于稳定。     

不同因素对巷道支架与顶板接触刚度影响分析

针对超前支架和顶板的接触刚度的影响因素进行仿真分析和实验研究。利用分形理论构造粗糙顶板轮廓模型,根 据不同的粗糙度对应的分形维数D和特征尺度G,在MATLAB中生产不同的粗糙度曲面,并由SolidWorks三维建模软件生产 实体,导入ANSYS软件中进行接触刚度分析。通过仿真和实验研究在不同粗糙度顶板、不同弹性模量的顶板岩层以及不 同形式顶梁的情况下的接触刚度变化。定性地分析了不同影响因素下的接触刚度变化情况,为研究超前支架和巷道顶板 耦合动力学特性提供了依据。     

顶板事故的常发原因

<正>在采矿生产活动中,顶板事故是最常见的事故,引发顶板事故的原因有:1采矿方法不合理和顶板管理不善。采矿方法不合理,采掘顺序、凿岩爆破、支架放顶等作业不妥当,是导致这类事故发生的重要原因。2缺乏有效支护。支护方式不当、不及时支护或缺少支架、支架的初撑力与顶板压力不相适应是造成此类事故的另一重要原因。3检查不周和疏忽大意。在顶板事故中,很多事故都、、、是由于事先缺乏认真、全面的检查,疏忽大意,没有严格     

大跨度复合顶板煤巷围岩变形控制技术研究

王村煤矿20506工作面开切眼跨度大,顶板属于典型复合顶板,巷道支护困难。以该工作面切眼巷道为背景,根据自稳隐形拱煤巷围岩支护理论,结合FLAC3D数值模拟方法,提出了适合大跨度复合顶板巷道的锚固支护参数。经过工程实践验证,在切眼的掘进过程中,该支护体系有效控制了围岩的变形和破坏,巷道顶板位移小于20 mm。锚杆载荷最大值为27. 36 k N,锚索受力为72. 55 k N,均具有较高的强度储备,满足了工作面的生产需要,为此类复合顶板巷道施工提供了参考。     

高档普采工作面端面顶板的有效支护

端面顶板是高档普采工作面顶板管理的重点，分析了п型钢梁支护法的不足，提出了一种新的支护方法，通过应用取得了良好效果。     

深部采场进路开采顶板稳定性分析与支护设计

为降低深部矿体开采中冒顶事故的发生概率，确保井下安全开采，采用Q系统分级法、RMR岩体分类和BQ分级法对矿区岩体进行质量评价，结合块体理论和三维有限元分析进路开挖后顶板的稳定性。研究表明:部分岩体在进路开挖后顶板处出现较大拉应力集中，抗拉稳定性降低，极有可能出现冒顶事故。针对这类不稳定岩体，提出永久巷道采用锚喷支护，临时巷道采用锚杆穿带支护；并运用悬吊理论、组合梁理论、屈服强度理论和安全系数法分析支护条件下进路顶板的稳定性，优化支护结构参数。通过振弦式锚杆应力计收集现场未支护巷道与支护巷道轴向力，得出该支护设计对开挖后岩体变形起到了明显改善作用。     

综放沿空留巷顶板下沉及其影响因素研究

控制顶板下沉是综放沿空留巷成功的关键,为研究综放沿空留巷顶板下沉规律,根据能量守恒和损伤力学的理论,建立了综放沿空留巷顶板下沉损伤力学模型,推导出顶板下沉量的计算公式,并分析了顶板下沉量与其15个影响因素的定量关系。结果表明:直接顶、顶煤、巷旁支护体的有效弹性模量三者耦合,大部分顶板下沉量由有效弹性模量较小者吸收;顶板下沉量随支护体宽度增加而降低,支护体宽度达4 m左右时,下沉量基本保持不变;顶板下沉量随巷道宽度、采高、顶煤厚度和直接顶厚度增加而增加;顶板下沉量随关键块给定载荷的增大而急剧增加。关键块参数对顶板下沉具有决定作用,提高巷旁支护强度,可减小关键块破断长度和回转角,使关键块破断位置靠近巷旁煤壁,有效减小顶板下沉;巷内支护阻力、直接顶容重和顶煤容重对顶板下沉量影响较小。     

煤巷施工防冒顶技术探讨

沿煤运巷施工中容易因施工方法不当、支护质量不合格或支护不及时等原因造成冒顶、垮帮。近年来,永安煤业公司各矿井通过采取控制爆破、超前支护等措施,有效地降低巷道冒顶事故发生概率,为复杂地质条件下掘进施工提供经验借鉴。     

基于Matlab优化工具箱的煤巷顶板锚杆支护结构可靠性分析

针对煤巷围岩力学参数中有许多为随机变量的特征,根据围岩稳定性极限状态方程,应用工程结构可靠性理论,分析煤巷顶板锚杆支护结构的可靠性,建立基于Matlab优化工具箱的可靠度计算模型。该法编程简单,计算速度快,精度高,程序通用性强,是一种计算煤巷锚杆支护结构可靠度的有效方法,并且分析该法计算结构可靠度的适用条件,建立了巷道顶板支护参数与可靠度的关系曲线,为煤巷锚杆支护参数设计和优化提供了科学依据。     

煤巷施工防冒顶技术探讨

沿煤运巷施工中容易因施工方法不当、支护质量不合格或支护不及时等原因造成冒顶、垮帮。近年来,永安煤业公司各矿井通过采取控制爆破、超前支护等措施,有效地降低巷道冒顶事故发生概率,为复杂地质条件下掘进施工提供经验借鉴。     

国家安全生产监管总局 国家煤矿安全监察局通报3起煤矿顶板事故

2012年5月25日,国家安全监管总局、国家煤矿安全监察局通报了5月20-21日全国煤矿发生的3起顶板事故。这些事故暴露出一些煤矿企业顶板管理基础薄弱、支护方式落后、支护强度低、井巷支护过程安全措施不落实等突出问题。     

国家安全监管总局 国家煤矿安监局关于加强煤矿顶板管理工作的通知

各产煤省．自治区．直辖市及新疆生产建设兵团煤矿安全监管和煤炭行业管理部门，各省级煤矿安全监察机构，司法部直属煤矿管理局，有关中央企业： 近年来，各产煤地区和煤矿企业不断加强顶板管理工作，取得了一定成效，全国煤矿顶板事故总量逐年下降。但是，一些煤矿特别是小煤矿仍然存在采掘机械化程度低、支护方式落后，支护设计不合理、违章空顶作业等突出问题，顶板事故多发。为了有效控制煤矿顶板事故，现就进一步加强煤矿顶板管理工作通知如下：     

大倾角煤层回采巷道超前支护技术研究与应用

针对大倾角煤层回采巷道超前支护中容易出现单体支柱滑动的问题,用力学分析的方法分析了单体支柱垂直顶板支护时的受力情况,指出单体支柱滑动失稳是由于该支护状态下逆时针的力矩3.18×105N·m远大于顺时针的力矩1.27×104N·m,支柱自身无法保持平衡造成的。分析了目前常用的大倾角回采巷道支护调斜装置存在的问题,设计研发了新型的尼龙柱帽调斜装置,并对3种支护方法进行现场工业性对比试验,证明了该装置的适应性与优越性,解决了百灵煤矿大倾角煤层回采巷道超前支护的难题,为相同工程地质条件下的巷道支护提供了参考。     

煤巷顶板沉积岩体钻进动力响应特性试验研究

为了探究煤巷顶板锚固孔钻进动力响应指标（钻速和转速）与顶板岩石物理特性（普氏系数）间的关系,采用实验室及数值试验研究方法对煤巷顶板沉积岩体进行模拟钻进。结果表明,锚固孔的钻进动力响应指标整体上均随顶板岩石普氏系数的增加而减小,大致呈负指数关系。实验室试验数据拟合曲线与数值模拟分析所得结果较为相似,但也存在一定的差别。据此可实现对顶板岩层的初步判别,对煤巷顶板锚杆支护参数的优化和冒顶事故的预防有重要的指导意义;为实验室研究岩石的钻进试验提供了一种可行的方法,也为岩石可钻性与顶板岩层探测仪器的深入研究提供了一定的参考价值。     

金属与非金属矿山采场冒项片帮事故的预防

金属与非金属矿山采场发生冒顶片帮事故的原因,归纳起来主要有几个方面:一是采矿方法选择不合理,顶板管理不善;二是支护方式不当、不及时或支护质量差;三是顶板检查不周,疏忽大意;四是处理浮石操作不当,违反操作制度;五是地质矿床条件不好;六是没有及时处理采空区、地压活动。 预防采场冒顶片帮事故可以采取以下主要措施: 一、选用合理的采矿方法 金属与非金属矿山开采方法很多、常用的有空场采矿法(房柱采矿法、分段采矿法、阶段矿房采矿法)、留矿采矿法(浅孔留矿法、深孔留矿法)、崩落采矿法 (壁式陷落法、有底柱分段崩落您、无底柱分段崩…     

制服顶板灾害

平顶山矿务局高庄矿采煤一队切实加强顶板管理工作。到目前为止,已连续22个月无冒顶事故, 高庄矿地质复杂,工作面断层纵横交错,采煤一队在生产中不断摸索总结不同煤层顶板的性质和压力活动规律,根据不同情况,灵活改变管理顶板的方法和措施.例如,他们对比较容易破碎的顶板采取缩小棚距。挂插花梁、打临时超前柱的方法,预防了冒顶。1979年6月,他们在130米长的采面中间遇到了一条落差2米的逆断层,顶板破碎淋水,在这种复杂的情况下,他们采取提前放炮,铁梁套木梁加强超前支护构方法,过断层四个月安然无恙。22个月里,他们国采了4个采面9个块段,过…     

煤巷顶板岩层赋存特征及块体梁顶板稳定性分析

通过煤系地层露头的现场考察研究,揭示了煤巷顶板岩层基本赋存特征,采用数值模拟研究了规则块状赋存顶板稳定性,进而分析总结了煤巷顶板岩层力学结构形式及其稳定性,并对葛泉矿一条轨道巷大青灰岩顶板进行了探测分析及支护应用。结果表明:煤巷顶板具有层状赋存、受节理裂隙面切割成为不同尺度的块体两个显著特征;规则块状赋存顶板易于形成相互铰接的多块体平衡岩梁结构,属于易于稳定岩层,其中弱面间距与岩层悬露跨度相近情况下,弱面位于巷道跨中位置,岩层和巷道围岩整体的稳定性最差,位于帮角时次之;当弱面间距远小于岩层悬露尺寸时,影响相对较小,岩层和巷道围岩整体比较易于稳定。