高应力软弱岩层巷道二次锚网索支护技术

为解决下石节煤矿+950 m轨道石门支护难题,通过对巷道地质条件、原有支护状况及巷道变形破坏特征的现场调查分析,得出巷道围岩岩体整体性差强度低、两侧工作面强烈采动及煤柱内高支承压力影响、原有支护设计不合理是巷道破坏的主要原因。据此从提高和充分发挥围岩承载能力出发,提出了二次锚网索支护技术,并进行了现场工业性试验。结果表明,该支护技术能有效控制巷道围岩变形,其中两帮累计相对移近量在105 mm左右,顶底板累计相对移近量在234 mm左右。     

深部软岩大断面巷道大变形控制技术研究

深部软岩大断面巷道的变形控制一直是煤矿开采中的一个难题。为解决深部软岩大断面巷道大变形的问题,以神木大柳塔东川矿业南一石门为工程实例,通过现场监测及声波试验研究了巷道的变形破坏特点和破坏范围。基于原支护方案及分析成果,提出了“锚杆+注浆锚索+钢筋网+喷射混凝土+注浆管”的优化支护方案,数值模拟得出,采用优化支护方案相比原支护方案围岩塑性区破坏范围减小了约65%,验证了该方案的可行性。同时在新掘巷道进行了现场试验,巷道顶底板最大移近量为122 mm,两帮最大收敛量为115 mm,双孔声波法测试结果可得注浆浆液有效填充了巷道围岩裂缝,提高巷道围岩强度,实现了对巷道的稳定性控制,取得了良好的支护效果。     

煤柱底板巷道围岩控制技术研究

许疃煤矿82联巷原有支护方式为36U型钢支架喷浆支护,受巷道上方煤柱上高支承压力的影响,巷道变形强烈。根据巷道现有变形破坏特征,分析了其破坏内在原因,采用FLAC2D6.0软件对不同的支护方案进行数值模拟对比分析。结果表明,棚索协同支护+全断面注浆加固+底板高强锚网索支护,有效改善了巷道浅部围岩结构,现场工业性试验结果表明,巷道围岩变形量小,围岩变形得到有效控制。     

破碎围岩巷道变形因素分析及支护优化设计

针对米山煤业辅助运输石门破碎围岩大变形巷道的失稳破坏问题,分析了巷道支护锚杆(锚索)与巷道围岩作用机理,从理论方面分析了造成巷道大变形破坏的机理,认为巷道围岩原生结构面上产生了较为显著的离层、滑动与张开,新生破裂随之产生并全面扩展,导致围岩变形严重.根据现场围岩条件,提出了注浆加固+高预应力锚索的联合支护方案.根据研究方案在辅助运输石门进行了现场应用,分析与评价支护效果,验证理论分析的正确性与支护方法的有效性.     

基于松动圈理论的破碎软岩巷道支护研究与应用

首旺煤矿综采工作面回采巷道顶板破碎,围岩软弱,变形量较大。基于围岩松动圈理论,对首旺煤矿回采巷道的破碎机理和围岩变形机制进行分析,并根据围岩松动圈支护理论,确定锚杆支护的具体参数,设计采用锚杆+注浆联合支护来控制巷道的破坏变形。基于数值模拟结果,对支护后工作面回采巷道的屈服破坏特征、巷道围岩垂直应力、巷道围岩位移特征进行了分析。现场工业试验表明,采用锚杆+注浆联合支护技术后,巷道顶底板移近量和两帮移近量明显降低,巷道完整稳定,可以很好的控制破碎软岩巷道变形,提高巷道的整体稳定性。     

破碎巷道围岩变形机理及支护技术研究

针对木瓜煤矿10-208回采巷道施工期间因受巷道围岩破碎、地质条件复杂等因素影响,围岩出现变形大、难支护等问题。对回采巷道变形破坏机理进行了分析,提出了采用“注浆加固+锚杆索”支护方案对围岩变形进行控制。现场应用结果表明：回采巷道过围岩破碎段掘进期间,顶底板及两帮累计变形量最大值分别为49.5 mm和64.6 mm,围岩变形破坏得到有效控制,为类似工程地质条件巷道围岩控制提供了一定的参考。     

中空注浆锚杆在高应力软岩巷道中的应用

针对规划区瓦斯治理底板岩巷石门在高应力软岩巷道掘进过程中遇到的支护问题,提出采用中空注浆锚杆支护体系对巷道围岩进行控制。现场应用结果表明,该支护方式可以增加围岩自身承载能力,有效控制围岩变形,取得较好应用效果,为矿井高地应力软岩巷道支护提供有益参考。     

三软煤层巷道围岩变形机理及支护优化技术研究

为了解决15101工作面三软煤层巷道围岩变形破坏的问题,在确定巷道顶底板环境的基础上,对三软煤层巷道围岩侧向支承应力分布及变形机理进行了分析。研究表明:三软煤层巷道侧向应力呈现出应力峰值位置远离煤壁、应力最大值降低、侧向支承应力影响范围扩大等特点,巷道发生变形主要是由于力源集中区应力传递导致帮部剪切滑移破坏和底板挤压夹持破坏;建立了巷道围岩受力力学模型,理论分析了巷道围岩在横向变形和纵向变形的应力表达式,得出巷道变形受到巷道支护强度、底板支承能力、煤体应力传递衰减系数和底板剪切滑移等因素的影响。最后,提出了"控制顶板、加固两帮、强化底板和固定滑移"的巷道围岩控制原则,采取"长预应力锚索+帮部加密锚杆+底板注浆"的综合支护方式对巷道围岩进行了支护优化设计,确保了三软煤层巷道的安全稳定。     

近距离承压水巷道底鼓控制技术研究

针对任楼煤矿中六运输大巷过F2-1断层破碎带承压水巷道底板支护难题,采用预留巷道变形量+超前注浆+锚网索喷永久支护+反底拱加强支护+底板滞后注浆联合支护方案控制底板围岩变形。现场工程实践表明,底板最大位移量为58 mm,无明显涌水现象,围岩承载性能得到极大提高,底板围岩变形得到有效控制。     

软岩大变形巷道底鼓控制技术研究

为了研究软岩大变形巷道底板底鼓合理控制方法,通过分析顾桥煤矿-780 m水平南翼轨道大巷现场围岩变形破坏情况及破坏机理,确定采用"锚网索+帮部注浆+反底拱"联合加固支护方案。利用FLAC3D软件进行了数值模拟,对比分析了加固支护前后巷道围岩的受力与变形特征及塑性区分布情况。现场监测结果表明:拱顶最大下沉量为39 mm,最大底鼓量70 mm,两帮最大移近量为55 mm,有效控制了巷道底板以及硐室的围岩变形,为巷道的安全生产使用创造了条件。     

深井强动压作用巷道强化控制技术研究及应用

煤系地层围岩软弱,在高地压作用下开采深部煤层时,由于埋深大使得巷道的围岩变形严重,巷道的顶板及底鼓量均大于浅埋深巷道,导致深部巷道围岩稳定性控制与支护的难度加大,影响顶帮的稳定从而使得整个巷道失去稳定。通过分析巷道变形破坏机理,根据锚杆索支护理论与注浆加固理论制定了“巷道扩刷+顶帮分区耦合强力支护+底角卸压与加固+底板注浆加固、底板锚索束+喷射钢纤维混凝土+顶板与两帮高压注浆加固”的高强度联合支护方案,确定了支护参数,有效解决了深井强动压大变形巷道的支护问题。通过对现场进行监测,巷道变形量明显减小,巷道变形得到了有效控制。为同类条件下的深井强动压巷道的全断面支护问题提供了新的思路和方法。     

近距离跨采巷道围岩控制技术研究

某矿Ⅱ4采区主采8煤和10煤,该采区准备巷道布置在10煤底板岩层中,底板巷道在同一区段需经受至少2次工作面跨采影响,巷道变形极为强烈。分析了现有支护方式及巷道变形破坏的原因,数值模拟结果表明:采用小孔径预应力锚索进行结构补偿,在围岩浅部形成稳定的共同承载体,能够有效的控制巷道变形。现场工业性试验结果表明:实行棚索耦合+底板锚网索支护后,巷道围岩变形得到有效控制,支护效果良好。     

深部软岩巷道围岩支护技术研究

为有效解决深部软岩巷道围岩控制问题,针对信湖煤矿回风石门埋深大、应力高、围岩强度低的特点,在分析了信湖煤矿回风石门的围岩赋存条件、变形破坏特征以及原有支护方案已难以维持现掘巷道稳定的条件下,通过理论计算得到信湖煤矿回风石门围岩塑性区范围,从而提出了控制巷道围岩的基本理念：采用小承载体控制围岩破碎区的扩大,采用大承载体限制围岩塑性区的发展,2个承载结构共同维持巷道稳定,进而提出采用“混凝土喷射+注浆锚杆/锚索+普通锚杆/锚索”联合支护方案对新掘巷道进行支护,并结合FLAC^3D数值模拟及现场工业性试验对“混凝土喷射+注浆锚杆/锚索+普通锚杆/锚索”联合支护方案的合理性及可靠性进行验证。结果表明：信湖煤矿回风石门新掘巷道经“混凝土喷射+注浆锚杆/锚索+普通锚杆/锚索”联合支护方案支护后围岩表面变形趋于平稳,巷道顶板最大下沉量仅为36 mm,两帮移近量为67 mm,支护体与巷道围岩形成了稳定的复合承载结构,联合支护方案能够保持巷道的长期稳定,该联合支护方案可为其他类似深部软岩巷道支护提供一定参考。     

富水条件三软煤层沿空巷道支护设计优化

针对小屯煤矿沿空巷道顶底板岩性松软、沿空煤柱浸水失稳、围岩持续大变形等问题,通过现场围岩变形监测和拉拔试验,分析原有支护条件下围岩的变形特征和破坏原因,并对支护方案进行优化,提出"两帮中空注浆锚杆(锚索)高强预注+顶板高强全锚+底角注浆加固"的支护方案。经现场工业试验巷道的底鼓量、顶板下沉量和两帮移近量分别减少了38%、77%、40%,优化后的支护方案有效地控制了巷道围岩的变形破坏,保证了沿空巷道的稳定性,取得了良好的支护效果。     

沙吉海煤矿软岩巷道支护对策研究

以沙吉海煤矿轨道石门巷道为工程实例,根据工程地质条件及围岩特性,结合软岩工程力学理论及现场观测数据,分析轨道石门的破坏机理,提出恒阻大变形锚网索喷+底角锚杆联合支护的力学控制对策。实践证明,新型支护技术有效地控制了软岩巷道变形破坏,支护效果良好,为类似条件的巷道支护提供了可借鉴的经验,具有推广应用价值。     

超深矿井软岩巷道锚网索耦合支护技术

针对星村煤矿埋深超过1 200 m的巷道围岩出现的大变形破坏问题,综合运用现场调研、室内测试和数值分析等方法对其破坏机理及稳定性控制技术进行了研究。分析得出巷道埋深大、地应力水平高以及铝质泥岩遇水膨胀等是巷道产生大变形破坏的原因,特别是底鼓严重的主要原因;同时指出,对称布置下开放式底板的原支护形式是造成高水平构造应力作用下巷道出现非对称大变形破坏的另一关键因素。根据现场工程地质条件分析,结合耦合支护理念,提出了复合托盘+锚网喷+关键部位锚索+底角锚管的非对称耦合支护技术,数值模拟结果显示新支护能够和巷道围岩实现耦合作用,大幅提高了巷道承载能力,并进行了现场工程应用,监测结果表明新技术对深井巷道围岩大变形控制效果良好。     

采动影响下底板暗斜井的破坏机理及其控制

针对采动影响下底板巷道围岩出现的大变形失稳及屡修屡坏的控制难题,综合现场调研、理论分析、数值计算及井下试验与实测等方法,对采动条件下底板应力的分布和传播规律及其与巷道围岩应力的关系、底板暗斜井受回采过程扰动的动态变形破坏特征、底板巷道的失稳机制及控制方法进行了系统研究。结果表明,围岩应力分布受超前支承压力在底板中传递的显著影响是底板巷道变形破坏的根本原因。在采动加卸载作用下,底板水平应力增量与垂直应力增量的异步变化引起围岩帮部的环向应力激增并破坏造成顶底板临空宽度的加大,进而导致顶板破断和严重底臌。采用高阻可让压锚索减小顶底板的临空宽度、抑制底臌大变形,提出了锚网索+注浆+底板锚索的控制方法。对江西高坑矿底板暗斜井进行了现场支护试验,围岩控制效果良好。     

锚网喷、锚索联合支护在深部矿井巷道中的应用

以芦岭煤矿三水平石门支护为工程背景,根据现有的支护措施、围岩变形破坏状况及围岩力学分析,总结了巷道变性破坏的主要原因,提出错网喷、锚索联合支护方案,运用FLAC模拟软件对巷道位移场及围岩塑性区分布特征进行模拟计算,并通过现场矿压观测结果分析,该支护方案成功控制了巷道围岩的破坏变形,取得了良好的支护效果.     

深部软岩巷道变形破坏机理及支护对策

针对鹤壁五矿三水平延伸轨道下山巷道破坏特征,对其变形破坏原因和支护对策进行了研究。结果表明:该巷道变形破坏主要是由于自重应力水平高、构造应力影响大、围岩条件差、支护设计不合理等因素造成的。为此,提出了锚网索喷+底角锚杆+柔层桁架支护设计方案,通过锚网索喷支护控制围岩有害变形,底角锚杆切断底板滑移线,柔性桁架保证巷道整体稳定,实现支护一体化、荷载均匀化,从而达到巷道稳定的目的。数值模拟和现场实验结果表明,该支护技术能够有效地控制深部软岩巷道变形,是一种有效的深部软岩巷道支护形式。     

过断层巷道围岩破坏机制及支护优化

针对某深井煤矿采区泵房及变电所过断层巷道出现的顶板剧烈下沉、两帮内挤严重、底板鼓量大的现象,通过现场调研、数值模拟及现场监测,分析了原有支护方案下过断层巷道围岩变形破坏机制,提出采用高强锚杆+注浆锚索联合支护方案。结果表明:深部高地应力、断层局部应力集中及剪切滑移破坏、支护强度不足等是过断层巷道围岩变形破坏的主因;注浆锚索能够有效控制围岩破碎区范围,联合高强锚杆调动深部围岩形成稳定支撑结构。现场位移监测结果表明,优化支护方案后巷道过断层位置处不连续变形得到了较好的控制,整体变形量大幅度降低,改善了围岩应力水平。