煤层巷道松动圈测定技术及应用下载

weixin_39821051 2020-09-27 09:30:56
对巷道开挖时的应力状态及围岩松动圈进行了研究,并对己16-17煤层的煤巷松动圈进行了理论计算及现场测定,得出的研究成果可对突出预测及巷道支护提供设计依据。
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煤层巷道松动圈测定技术及应用
对巷道开挖时的应力状态及围岩松动圈进行了研究,并对己16-17煤层的煤巷松动圈进行了理论计算及现场测定,得出的研究成果可对突出预测及巷道支护提供设计依据。
基于地质雷达探测技术的巷道围岩松动圈测定
急倾斜煤层巷道受地质条件、巷道断面形状等因素影响,围岩松动圈发育具有非均衡性,并严重影响巷道稳定性控制,基于此,采用地质雷达探测技术对赵家坝煤矿急倾斜煤层回采巷道进行围岩松动圈范围测试,通过雷达波形图分析,得出围岩松动圈范围。结果表明:急倾斜煤层巷道不同测站断面的松动圈范围不同,同一测站断面的不同部位的松动圈范围也不同。依据现场巷道变形特征和围岩松动圈测试结果,调整巷道断面形状使松动圈扩展较大一侧形成拱形自稳结构,缓解应力集中,实现对急斜巷道围岩稳定性控制。
石窑店煤矿2-2煤层巷道支护设计
针对石窑店煤矿2-2煤层回风巷道的支护问题,对巷道顶、底板岩层进行物理力学测试,运用围岩松动圈测试仪对巷道围岩松动圈进行测定,并结合数值模拟,提出"锚杆+锚索+钢筋网"支护方案。同时通过对支护方案进行现场工业试验对支护后的巷道进行矿压监测。监测结果表明,巷道顶、底板最大移近量不大于26 mm,两帮最大移近量不大于36 mm,巷道围岩得到了有效控制。
基于围岩松动圈数值模拟的穿层钻孔测压结果分析
针对试验矿井穿岩钻孔测压结果严重偏低的现象,采用Comsol Multiphysic软件对试验矿井测压地点围岩的塑性区进行了模拟,结果表明当巷道距煤层最短距离小于7 m时,围岩松动圈裂隙已与煤层贯通。此种情况下,常规的水泥砂浆封孔不能满足测压封孔要求,松动圈内围岩裂隙与测压气室沟通泄压是导致测压结果偏低的主要原因,此时应选用"两堵一注"带压封孔方法,且封孔压力不小于6 MPa。
顺层瓦斯抽采钻孔封孔长度研究
为确定顺层瓦斯抽采钻孔封孔长度,基于煤层内开挖巷道后巷道周围的应力分布情况,煤层渗透率与煤体所受应力的关系,以及流过煤体的气体流量与煤层渗透率变化规律,提出了“稳压测流量”法测定煤层巷道松动带的范围,分析了该方法在理论上的可行性,并依据该测定方法的原理,设计出了该测定方法的设备。在薛湖煤矿进行了现场试验,根据测定结果,发现随封孔位置的深入,注气稳定流量均呈衰减趋势,直至一定封孔深度,气体流量趋于稳定。在松动带范围内,气体的流量较大,虽有衰减,但衰减的幅度不大,均为21%~26%;松动带过渡地带,随着钻孔的深入,裂隙急剧减少,稳定流量急速衰减,衰减量为71%~82%,这两个区域裂隙较多,不适于封孔抽采,而在10.5 m以内,裂隙发育趋于稳定,达到最小值,可进行封孔抽采。依据测定现场进行了不同封孔距离下的抽采效果考察,发现依据测定的松动带范围封孔,能显著提高抽采浓度,增加钻孔寿命,解决封孔长度不科学造成的漏风问题。
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