杨庄矿软岩巷道锚杆与钢管混凝土支架联合支护技术研究

杨庄矿Ⅲ水平南大巷软岩巷道围岩强度低,黏土矿物含量高,吸水泥化现象严重,巷道围岩变形量大,锚杆失效较为普遍。结合南大巷软岩巷道围岩变形特点,设计了锚杆与钢管混凝土支架联合支护方案。巷道断面采用马蹄形,锚杆为Φ20 mm×L1800 mm的左旋螺纹钢锚杆,钢管混凝土支架主体钢管选用Φ194 mm×L8 mm无缝钢管,灌注C40核心混凝土。结合理论计算可知,设计支护方案的极限承载能力大于南大巷围岩荷载,能够维持巷道围岩的稳定。通过数值分析和现场监测分析可知,巷道围岩变形较小,锚杆和钢管混凝土支架支护作用力均小于其极限荷载,支护结构稳定,所以锚杆与钢管混凝土支架联合支护方案满足了Ⅲ水平南大巷软岩巷道支护的要求。     

钢管混凝土支架在千米深井中央泵房中的应用

为解决华丰矿-1 100 m水平中央泵房巷道变形量大、变形持续时间长的支护难题,通过现场考察对巷道变形破坏原因进行深入分析,设计了高强度钢管混凝土支架复合支护方案:支架断面采用斜墙半圆拱形,支架主体钢管选用219 mm×8 mm无缝钢管,充填C40钢纤维混凝土,辅助锚网喷支护和围岩加固注浆。现场应用表明:基于钢管混凝土支架的复合支护技术,能够有效抑制围岩向巷道空间内移动,维护巷道的长期稳定和支护结构的安全可靠。     

极软岩返修巷道钢管混凝土支架支护方案研究

为解决北皂煤矿海域煤系地层极软岩巷道变形速度快、变形量大、难以控制的支护难题,现场实测了原始地应力,实验室测试了岩石力学参数与水理性质。根据测试结果和围岩变形特点,设计了基于钢管混凝土支架的复合支护方案:支架断面设计为圆形,主体钢管选用194mm×8mm的20#无缝钢管,内填C40混凝土,辅以金属网和400mm厚混凝土碹体支护。最后,对支架受力情况和巷道变形进行监测,结果表明基于钢管混凝土支架的复合支护结构能够有效控制巷道收敛变形,保证巷道的长期稳定。     

深井软岩巷道塑性区承压环的理论分析

高强度钢管混凝土支架支护逐步应用深井软岩巷道支护中,在巷道围岩塑性区内形成具有较高承载能力的承压环,有利于维持巷道围岩稳定。结合弹塑性理论和Mohr-Coulomb屈服准则,建立锚网喷支护和高强度钢管混凝土支架支护下深井软岩巷道塑性区承压环的力学模型,推导塑性区承压环的几何厚度、内外边界力学关系及其极限承载能力,并结合华丰煤矿-1100m变电所巷道的地质条件和支护参数,计算得出锚网喷架支护下巷道承压环的极限承载能力为18.34MPa,并通过现场验证,能够维持巷道围岩的稳定。     

极软岩巷道交岔点钢管混凝土支架结构设计与应用

为解决极软岩巷道交岔点支护问题,结合钢管混凝土支架和极软岩巷道围岩的力学特性,分析了钢管混凝土支架控制极软岩巷道变形的机理。对查干淖尔一号井井底车场中3个极软岩巷道交岔点支护问题采用了工程类比法进行分析,结果认为:若能充分发挥钢管混凝土的结构优势,采用"194 mm×10 mm钢管混凝土支架+钢筋网+400 mm厚混凝土喷层"的支护方案可有效控制3个极软岩巷道交岔点的围岩变形。因此,设计了适用于极软岩巷道交岔点的钢管混凝土支架结构形式:极软岩巷道交叉点钢管混凝土支架,采用由支撑架和"C"形异形支架组成的组合结构。提出了查干淖尔煤矿井底车场3个交岔点的支护方案,并进行现场支护试验。现场支护试验证明:巷道交岔点支护2 a后,收敛量小于100 mm,巷道稳定性良好。     

新安煤矿深井软岩硐室钢管混凝土支架支护设计与应用

新安矿变电所巷道埋深约750m,属于极软岩难支护巷道。文章结合工程地质条件,采用钢管混凝土支架的复合支护技术解决变电所软岩巷道难支护问题,通过3个月的支架荷载监测和巷道变形测量表明,"Φ194mm×10mm的钢管混凝土支架+支架壁后250mm厚矸石袋"的复合支护稳定可靠,支架结构提供的支护反力大于围岩荷载,可满足巷道围岩稳定要求。     

钢管混凝土支架在深井巷道中的支护实验研究

为解决华丰煤矿-1100m水平风井联络巷变形持续时间长、变形量大、难支护的问题,结合巷道围岩地质条件和巷道变形破坏特征,设计了以钢管混凝土支架为主的复合支护方案:支架断面为圆形,支架主体钢管采用219mm×8mm无缝钢管,充填C40混凝土,辅助锚网喷和围岩注浆加固。而后,利用FLAC3D对支护效果进行模拟分析,结果表明:巷道支护稳定后顶底板最大移近量为90mm,两帮移近量为80mm,围岩变形得到有效控制。最后,将复合支护技术成功应用于工程现场,充分证明基于钢管混凝土支架的复合支护能够有效控制巷道围岩变形,保证巷道的长期稳定。     

大断面极软岩巷道钢管混凝土支架复合支护技术

为解决清水营矿+786 m水平临时水仓大断面软岩巷道变形严重难以控制的支护难题,现场考察了巷道变形破坏形态,取样测试了巷道围岩物理力学参数,分析了巷道变形破坏原因。研究得出:临时水仓巷道围岩属于典型的强膨胀型极软弱岩层,其变形主要由黏土矿物的滑移与吸水膨胀引起。基于上述研究,提出了"锚网喷+立椭圆形钢管混凝土支架+钢纤维混凝土碹体+加固锚索"的封闭式复合支护方案,建立了基于钢管混凝土支架的软岩巷道承压环强化支护力学模型,计算得出承压环的极限支护阻力可达1.99 MPa。随后运用FLAC~(3D)软件对不同断面形状的复合支护效果进行了对比分析,验证了设计方案的合理性。最后,该复合支护技术在井下获得了成功应用,工程应用表明:巷道支护3年多来,围岩最终变形量小于100 mm,并且支护体力学性能良好,有效地控制了大断面软岩巷道的收敛变形。     

井下灌注式钢管混凝土支架支护技术

介绍了井下灌注式钢管混凝土支架的结构及性能,随后针对深井软岩巷道变形难以控制的问题,以鹤壁三矿三水平变电所为工程背景,结合现场考察、理论计算和现场监测等方法,提出了"锚网喷+封闭式钢管混凝土支架"的复合支护方案。结果表明:钢管混凝土支架可提供1.29MPa的支护反力,该复合支护有效地控制了软弱围岩的收敛变形,巷道支护稳定后围岩最终变形量小于80 mm,工程应用效果良好。     

管砼支架在查干淖尔煤矿主斜井中的应用

查干淖尔煤矿主斜井泥岩段含大量膨胀性软岩,膨胀力特别大,先后采取多种支护形式均没能有效控制巷道围岩变形,其中部分地段返修高达3次,严重影响了施工进度,成为困扰井筒掘进的一大难题。采用管砼支架克服了传统支架应力集中问题,提高了支架承载能力,有效控制了巷道围岩变形,达到了理想支护效果。     

复杂条件下软岩巷道底鼓综合治理技术研究与应用

陈四楼煤矿北翼-640 m轨道暗斜井在巷道掘进过程中受落差163 m的F₁₈正断层影响,巷道由断层下盘的泥岩、砂质泥岩层位进入断层上盘的K₅砂岩层位施工,岩层破碎,应力集中,巷道底板持续变形严重,针对陈四楼煤矿北翼-640 m轨道暗斜井巷道底鼓持续变形的现象,基于巷道围岩变形机理、松动圈理论、围岩加固理论,通过理论分析、现场试验、矿压观测等手段,提出了复杂条件下软岩巷道底鼓综合治理技术,即:采用“注浆+锚网（钢带）+中空注浆锚索注浆（锚索梁）+混凝土浇筑”的联合底鼓治理技术,有效改善围岩力学性质,提高锚杆锚固基础。现场工程实践表明,该套软岩巷道底鼓综合治理技术有效控制了巷道变形,确保了巷道安全生产使用要求,支护效果明显,对治理软岩巷道底板反复变形和矿井的长期高效安全生产建设具有重大的意义。     

深部倾斜岩层巷道变形分析与控制

针对深部倾斜岩层巷道围岩大变形控制的难题,以九龙矿北翼二水平轨道大巷为工程背景,通过现场调研、数值模拟分析深部倾斜岩层巷道围岩变形破坏的特征和原因。研究结果表明:倾斜岩层剪切滑移破坏和弯曲变形、围岩松软破碎、底鼓严重、支护结构针对性差是导致巷道变形失稳的主要原因;随着岩层倾角的增加,深部巷道围岩的破坏模式由倾斜岩层层间滑移破坏和靠近巷道拱肩部位的岩体分离、弯曲变形共同作用,逐渐向岩层层间滑移破坏转变;基于以上研究,提出了采用高强度锚杆和高预应力锚索,在巷道变形关键部位加强支护,控制底鼓和架设U型钢,全断面喷射混凝土和注浆的支护技术,强化围岩的整体强度和承载能力。工程实践表明,巷道围岩变形控制效果显著。     

麻家梁煤矿复合型软岩巷道支护技术研究及应用

 复合型软岩巷道在施工过程中难以支护,巷道经常出现顶板下沉脱落、两帮收缩、底板鼓起等变形破坏现象,变形破坏严重时,巷道甚至无法使用,严重影响安全生产。本文基于麻家梁矿中央水仓施工过程中揭露出来的泥岩、碳质泥岩呈现大变形、难支护的特点,通过对麻家梁矿中央水仓巷道破坏机理的研究,提出了先采用常规锚网索喷支护,然后增加钢筋混凝土浇筑,同时对巷道底板采用钢筋加混凝土铺底的联合支护技术。现场实践表明,该支护方案满足软岩巷道对支护刚度和强度的要求。     

小峪矿软岩巷道围岩控制技术研究

为了提高软岩巷道围岩控制效果,以小峪矿南翼回风大巷为研究对象,采用现场实测、理论分析方法对围岩变形进行分析,提出矩形钢管混凝土拱架+锚网索+注浆方案对围岩变形进行控制,现场应用后,顶、底板变形量为151 mm,巷帮收敛量为85 mm,取得较好效果。     

深井复杂软岩联合支护技术实践

潘一矿东区井底车场岩性以软岩为主,且受F32大断层影响,巷道变形失稳现象严重。通过对已施工的软岩巷道变形特征进行分析,提出了预留变形量的锚网索喷+套36U型钢棚+喷注浆的联合支护设计。实践表明,该支护设计能有效控制软岩巷道变形,为解决复杂条件软岩巷道支护问题提供了参考。     

保国铁矿软岩巷道支护方式的数值模拟研究

保国铁矿地下矿山软岩巷道围岩地质条件复杂,下盘围岩破碎,抗压强度低,遇水极易破碎、膨胀产生变形破坏,严重影响了矿山的开采和运输。为减缓该矿铁蛋山矿区地下开采过程中的巷道围岩变形破坏程度,提高地下工程的稳定性,保持矿山安全高效生产,对+35 m水平分段巷道进行变形监测,并采用FLAC3D软件进行数值计算,分析了保国铁矿软岩巷道在不同支护方案下,无底柱分段崩落法沿脉运输巷道围岩的位移与塑性区等情况。结果表明：在重点破坏区域采用多支护手段联合支护方案,可显著提高该矿软岩巷道围岩强度和承载能力,有效遏制动压软岩巷道破坏趋势。     

极弱胶结地层开拓巷道围岩演化规律与监测分析

针对极弱胶结地层的复杂地质条件,基于岩石力学基本试验及巷道围岩松动圈测试,揭示了极弱胶结地层巷道围岩力学及变形破坏特征;采用FLAC3D 模拟研究了5种巷道开挖后的巷道围岩变形特征及围岩塑性区演化规律,分析了不同埋深和侧压力系数对巷道围岩稳定的影响规律;及时掌握了极弱胶结地层巷道围岩的变形与支护结构受力情况,优化巷道支护设计与指导施工,对巷道围岩收敛变形、工字钢支架受力及混凝土衬砌受力等进行了实时监控量测,监测结果表明,在极弱胶结地层开拓巷道采用工字钢、钢筋网+混凝土衬砌的联合支护方式,有效地控制了巷道围岩的变形和保证了巷道的长期稳定及安全。     

深井软岩巷道内锚外架支护技术体系研究及在实践中的应用

 摘要：针对刘庄煤矿西区等候硐室复杂的围岩条件，对深井软岩巷道围岩塑性区半径进行了计算，并对巷道围岩的松动圈进行了测试，提出了内锚外架中间注混凝土支护技术体系。使用内锚外架中间注混凝土支护技术体系，可使巷道围岩形成有机的整体，明显改善了支护体系与巷道围岩的关系，可使支护体系有效、均匀承载。内锚外架中间注混凝土支护技术体系在工程实践中也得到了较好的应用，有效地防止了深部极软岩巷道的围岩变形，解决了刘庄煤矿西区等候硐室围岩的稳定性问题，取得了良好的技术经济效果。     

浅谈贵州矿区软岩井巷施工及支护途径

在煤矿软岩井巷掘进过程中,井巷围岩维护的主要途径是对井巷进行支护和对围岩破碎岩体进行加固,但在西南矿区软岩围岩条件下,即使对井巷进行加强支护和围岩加固,井巷维护仍然很困难。通过实地调研贵州软岩矿区的支护方式并进行总结,得出贵州矿区软岩井巷通过采用锚杆、锚索、金属网、混凝土及U型钢棚等联合支护途径,井巷在各种煤矿井下活动的扰动下保持其稳定性,有效控制了软岩井巷围岩的变形破坏,保证了矿井的安全生产。     

深井巷道围岩变形特征实测分析

为解决深井巷道围岩的变形特征及巷道支护的实际受力状况,以淮南矿业集团望峰岗煤矿二副井-960 m水平水泵房通道为背景,深入研究了矿区深部巷道的围岩变形特性,在施工过程中对围岩变形进行现场实测,获得了有关巷道围岩变形和锚、网、喷一次支护结构的实测数据,分析得出了本矿区深井围岩变形的变化规律。