不同支护结构对深部巷道围岩变形的时效分析

为合理选择深部软岩巷道的支护形式和支护时机,采用有限差分软件FLAC3D,考虑围岩强度的时效性,分别研究了锚杆锚索主动支护结构、U型钢和壳体被动支护结构及反拱加底板锚杆支护结构对深部软岩巷道围岩变形的控制作用。结果表明:因围岩强度的时效性,岩体之间作用减弱,锚杆、锚索等柔性支护结构调动岩体发挥承载作用的能力降低,围岩变形明显;巷道前期剧烈变形后,因锚杆锚索具有一定围岩自身承载能力,施加刚性支护可有效控制巷道变形;底拱和底板锚杆有利于改善底板围岩受力环境以及控制巷道围岩变形整体协调性;注浆是改善围岩变形时效性的有效手段。提出初期以高预应力、高强度锚杆等进行支抗与卸压,后期以刚性支护及注浆进行加固的巷道支护对策。     

厚层复合顶板煤巷锚杆支护技术研究

为了解决顾北矿1312(1)综采面厚层复合富水顶板条件下巷道锚杆支护难题,根据煤巷锚杆支护围岩控制机理,锚杆支护巷道的围岩强度强化理论,高预应力、高强及超高强锚杆与锚索支护技术,提出了厚层复合富水巷道锚杆支护方案。工程实践表明,顶板和两帮采用2.5 m长高预应力、高强锚杆,顶板采用6.2 m锚索配合槽钢组成锚索梁结构支护,充分调动深部围岩承载能力,主动控制巷道围岩并形成稳定的承载结构,缩小了围岩塑性流动区的范围,达到了预期的支护效果。     

大断面切眼软弱破碎围岩锚固机制及控制技术

针对软弱围岩大断面切眼的变形特征,分析了围岩破坏机理,以群锚和高预应力为锚固机制,提出了高强锚杆+锚索+组合构件的支护方案,采用FLAC3D分析了未支护和支护时巷道的塑性区范围和变形量。结果表明支护后巷道围岩塑性区和变形量明显减小,现场检测表明,该支护方案有效地控制了围岩变形,同时验证了方案的可行性。     

复杂膨胀性围岩条件下交岔点支护技术研究

针对复杂膨胀性围岩条件下交岔点高应力集中区围岩稳定性控制和支护技术难题，通过对交岔点围岩变形表现形式、交岔点围岩变形机理的研究分析，提出了交岔点支护难点及重点。基于围岩控制理论分析，提出了“有限让压的柔性支护+全断面封闭抗压的刚性支护技术”，前期柔性支护采用“高强、高预应力锚杆+锚索+喷浆”联合支护有限度控制围岩变形，允许围岩在可控范围内释放围岩应力|后期通过架设异形支架与支撑架组成的联合支护体并喷射混凝土对交岔点围岩进行全断面封闭抗压支护，有效控制巷道交岔点围岩的变形。确保了交岔点围岩变形的整体可控性、稳定性，达到了预期支护效果。     

深部大变形巷道锚杆支护理论与技术研究进展

深部大变形巷道的锚杆支护问题是目前煤炭开采领域科学研究的热点之一.简要总结了传统的锚杆支护理论和近年来国内外学者专家提出的深部巷道支护新理论和新技术,介绍了本团队在深部巷道锚杆支护研究方面取得的阶段性成果.认为深部巷道围岩存在不可控的"给定变形";锚杆预应力及支护阻力无法控制深部巷道塑性区的发展,预应力对抑制破碎区围岩的离层、剪胀等非连续变形作用较大;锚杆施加高预应力可在围岩中产生较大压应力带,充分发挥锚杆主动支护作用与群锚功能,可有效降低塑性区向深处扩展速率;锚杆从支护到失效,其锚固力随围岩变形一般要经历稳定、减小、残余锚固力3个阶段;深部大变形巷道锚杆支护应满足2个条件,所受载荷不超过极限强度、锚固基础不受塑性区影响;采用基于高阻让压设计理念的可接长锚杆能较好的适应深部巷道锚杆支护要求.     

贺西煤矿三采区运输巷扩刷变形分析与控制

基于扩刷施工后大断面巷道围岩控制难题,以贺西煤矿4#煤层三采区运输巷扩刷施工为研究背景,理论分析了扩刷后大断面巷道围岩控制难点,采用FLAC3D软件模拟了运输巷扩刷前后围岩铅直应力与塑性区的分布与演化特征。结果显示:扩刷后巷道围岩铅直应力集中区及塑性区分布范围明显增大,巷道浅部围岩存在3.5m厚连续均匀分布的"塑性环"。据此,提出锚杆索+注浆+U型钢棚等联合支护技术,锚杆支护后在巷道浅部围岩形成厚度为1.6m的预应力拱形承载结构。试验表明:巷道顶底板与两帮最大移近量分别为218mm和165mm,扩刷后巷道围岩变形得到了有效控制。     

正利煤业14~(-1)1105孤岛工作面围岩控制技术研究与应用

为保障14~(-1)1105孤岛工作面回采巷道围岩的稳定,结合孤岛工作面的地质条件,确定巷道采用多圈层支护技术,设计巷道顶板采用螺纹钢锚杆+柔性锚杆+锚索进行不同深度岩层的支护,设计巷帮采用螺纹钢锚杆支护,并对各项支护参数进行设计。巷道掘进期间的围岩变形量监测结果表明:支护方案实施后,掘进期间围岩变形量小,有效保障了巷道围岩的稳定。     

郭屯煤矿动压沿空巷道破坏机理及支护控制

针对郭屯煤矿1103运输巷受采动影响围岩应力分布和巷道变形不均的问题,提出了预应力让压非对称支护方案。通过理论分析、数值模拟和工程观测,分析了动压巷道围岩破坏机理,并对锚网支护参数进行了研究,得出最佳支护方案,并应用于工程实践。结果表明:预应力让压锚杆在接近锚杆屈服极限前,能够迅速承受载荷,保证锚杆系统不发生塑性破坏;设计高强预应力锚杆的预应力为60 k N;顶板锚杆布置5根,帮部锚杆布置4根;锚索位置偏向于沿空侧。设计支护方案极大地改善了原有支护状态,控制了巷道围岩稳定,使应力分布非对称的巷道围岩控制在变形基本对称的范围内。     

围岩破碎巷道支护技术研究

为了研究某矿采区破碎围岩巷道的支护技术,采用钻孔窥视仪分析了巷道顶板和两帮的围岩破碎情况;在钻孔窥视观测的基础上,结合实践经验,提出了采用高预应力锚杆锚索+金属网+W钢带+巷道表面喷射混凝土的方法,巷道矿压观测表明,试验巷道采用研究确定的支护参数和支护手段,能够有效的控制破碎围岩巷道的围岩变形。     

深部巷道长锚杆支护技术研究及应用

分析了深部巷道围岩变形破坏特征主要为围岩变形量大、变形具有持续性和不可控性,提出采用长锚杆支护技术进行深部巷道的支护。数值模拟分析了不同支护系统巷道围岩的塑性区分布,结果表明:深部条件下巷道塑性区范围较大,加大支护强度对塑性区改变较小,普通锚杆锚索支护不再适用;深入研究了长锚杆的围岩控制机理,并说明了其在深部大变形巷道支护中的优越性。现场工业性试验表明,采用长锚杆支护后,围岩控制效果更佳,且帮部长锚杆在扩帮时能够被重新利用,支护效果较好。