兴安煤矿深部软岩巷道底臌破坏机理及支护对策研究

随着矿井开采深度的不断加大,软岩巷道的大变形、高地压、难支护的问题日益严重,底臌现象已成为软岩巷道围岩变形和破坏的主要特征与形式之一.论文通过研究软岩巷道底臌的力学机理并对底臌机理进行了分类,获取了软岩巷道底臌的主要影响因素;提出了控制底臌的支护措施;在此基础上通过数值模拟优化了支护参数,提出了一种新型控制底臌的支护技术.在复杂的软岩支护中,该技术取得了令人满意的效果,能有效控制巷道底臌.     

深井软岩巷道围岩变形数值模拟及支护优化

在淮南某矿-960m北翼C13底板轨道大巷围岩的力学性质参数的实验测试值以及现场围岩变形观测结果的基础上,运用Flac3D软件进行模拟计算,分析了该深井软岩巷道围岩的变形特性。模拟和监测表明:两帮收缩和底臌是深井软岩巷道围岩的主要变形,其中巷道底板的有效控制是保证巷道围岩稳定的关键。提出了以改进初次支护强度和增大底角锚杆角度、增加锚杆密度并配合全断面注浆为主要技术特点的支护方案。现场实践结果表明,该支护方案较适用于深井软岩巷道。     

淮南深部巷道挤压变形及其控制对策

为了研究高地应力软岩巷道挤压变形及其控制对策,根据实测地应力值和围岩力学参数,分别从基于Hoek-Brown准则的解析计算和有限元数值计算进行了围岩稳定性分析,计算结果显示巷道变形失稳严重,拱顶位移和底臌量大,与现场情况吻合;此外,根据Hoek挤压变形等级曲线判定该巷道围岩变形为非常严重的挤压变形。基于深部巷道围岩稳定性控制理论和"分步联合支护"理论制定了控制围岩挤压变形的支护方案,通过有限元数值软件计算和现场监测验证了该支护方案的效果,结果表明所提出的支护方案能够有效的控制围岩挤压变形。     

弱胶结软岩巷道让抗联合底臌控制技术及应用

弱胶结软岩巷道围岩具有质地薄、胶结弱、遇水崩解泥化、施工扰动剧烈等工程特点,导致巷道底臌严重且变形时间长。以麦垛山煤矿1#煤主运大巷为工程实例,基于现场监测与室内试验等手段,深入探讨了巷道的底板变形破坏特征及破坏机制,在此基础上,提出了"初次锚喷让压、二次强化封闭、重要部位加固"的让抗联合底臌控制措施。采用数值分析方法对比了原支护方案与让抗联合方案的支护效果,证明了让抗联合底臌控制措施的优越性。结果表明,采用初期让压、后期封闭的联合控制技术能够将巷道底臌控制在较低水平,底板变形量仅为普通锚网喷支护的14.6%,顶沉和边墙变形也大幅减小;此外,采用让抗联合底臌控制技术能够显著减少附近围岩的破坏范围,改善围岩整体承力性能,为西部地区弱胶结巷道施工及加固提供了理论依据和技术指导。     

亭南煤矿软岩巷道底臌机理及控制对策研究

 摘要：亭南煤矿软岩巷道底臌剧烈,最大底臌量达500mm,严重影响巷道的正常使用。本文运用工程地质学、软岩工程力学等多学科理论,采用现场工程地质条件分析、室内实验与理论分析相结合的方法,以西翼轨道大巷为例,对软岩巷道底臌变形机理及破坏过程进行了深入研究。结果表明,水平构造应力和膨胀性粘土矿物吸水膨胀是巷道底臌的主要原因,变形机理是塑性挤出型和膨胀型综合作用的复合型底臌,提出了反底拱+底角锚杆耦合支护技术结合防治水措施的底臌控制对策。现场应用效果良好,有效控制了巷道底臌。     

预应力注浆锚索技术在软岩巷道底臌治理中的应用

底臌是巷道破坏的主要形式,复杂软岩巷道支护的重点在于巷道的底板。针对平庄煤业集团公司六家煤矿北翼运输大巷松软、破碎、复杂围岩条件的巷道底臌难以控制的问题,提出了化学注浆与底板全长预应力锚索联合支护的方案,研发全长预应力锚索、双液风动注浆泵、底板锚索专用钻机等软岩巷道全长预应力底板锚索与注浆加固的成套支护技术,充分发挥了锚索支护的主动性及整体效能,取代传统的金属底梁和砼反拱治理底臌方法,实现一次支护就能有效控制围岩变形与破坏,避免巷道的二次支护和返修。该项技术是软岩困难巷道防治底臌技术的突破,为矿井高效安全生产提供了可靠的技术手段。     

回采巷道变形破坏机理分析及支护技术探讨

针对常村煤矿11221工作面进风顺槽巷道围岩出现大范围变形破坏,制约其安全高效生产问题,根据围岩变形破坏特征及现场观测分析结果,结合巷道恒阻让压耦合支护机理,设计“锚索+恒阻大变形锚杆+钢带梁+底部注浆锚杆”的巷道返修支护方案。通过实践效果分析表明,巷道返修后顶板下沉量为110 mm,底臌量280 mm,两帮变形量为200 mm,变形量在允许范围之内,该方案能够对软岩巷道围岩变形进行有效控制。     

预应力注浆锚索技术在软岩巷道底臌治理中的应用

针松软破碎复杂困难围岩条件巷道底臌难以控制的问题,提出了化学注浆与底板全长预应力锚索联合支护系统,开发出包括全长预应力锚索、双液风动注浆泵、底板锚索专用钻机在内的软岩巷道全长预应力底板锚索与注浆加固的成套支护技术,充分发挥了锚索支护的主动性及整体效能,实现一次支护就能有效控制围岩变形与破坏,避免巷道的二次支护和返修,从而实现了软岩困难巷道防治底臌技术的突破,为矿井高效安全生产提供了可靠的技术手段。     

综放工作面煤柱巷道软岩底板非对称底臌机理与控制

针对综放工作面煤柱巷道非对称底臌剧烈、支护维护困难、起底工程量大等难题,以大南湖一矿综放工作面煤柱巷道为工程背景,采用理论分析、数值模拟、现场试验等综合研究方法,分析了煤柱巷道围岩周边应力环境特征及其作用下的变形破坏形态。结果表明:煤柱巷道底板强度低下以及在采动影响下围岩应力环境出现非均匀现象,进而导致巷道底板塑性区出现非均匀分布,是造成非对称底臌的内在原因;底臌变形规律监测结果显示,非对称底臌程度与放煤厚度有内在联系,放煤厚度在5.9 m范围内,放煤厚度越大,基本顶岩层破断偏转角度亦越大,巷道围岩周边主应力比值、主应力旋转角度等参数越大,底板塑性破坏引起的非对称底臌变形越剧烈;底板最大塑性破坏深度位置随着主应力方向旋转角度的增加,逐渐向巷道中部位置移动,导致底臌变形最大位置分布不同,同时,煤柱巷道的这种底臌变形可控性较差,现有技术条件下企图采用高强支护是不可行的,控制上应以适应底臌变形为主;然而,当放煤厚度超过5. 9 m,基本顶岩层有沿煤柱边缘失稳切落的可能,巷道围岩应力环境趋于原岩应力状态,巷道围岩塑性区分布范围大幅降低,底臌变形较小。据此,以巷道非对称底臌规律为依据,提出了以调整采掘关系、优化巷道底臌硬化方案为主的底臌控制对策,现场应用效果良好,底臌变形量有效减少的同时,巷道底臌处理工作量亦大幅降低。     

极软岩巷恒阻大变形锚杆耦合支护技术研究

 针对新安矿区深部极软岩巷经常发生严重底臌、两帮收缩且折帮、顶板非对称下沉、巷道全断面内缩、锚杆（索）拉断、反复修护的现象,分析巷道破坏特征及原因。提出恒阻大变形控制机理,设计了恒阻大变形锚杆+金属网+底角锚管+反底拱+钢纤维混凝土耦合支护方式,即采用具有恒定支护阻力、适应围岩变形量500mm的恒阻大变形锚杆,随围岩变形吸收膨胀变形能和高应力变形能,避免围岩的强度衰减,保证岩体强度,控制巷道变形。在该矿535回风石门使用后,从根本上控制了回风石门的非线性大变形,保证了巷道全断面的稳定,有效解决了中生代极软岩巷道支护难题。     

南山煤矿软岩巷道恒阻控制对策研究

本文通过对南山煤矿东部区工程地质条件和工程现状的调查研究,发现该区域巷道发生变形破坏的范围大,具有顶板下沉量大、两帮变形严重且呈明显的不对称性、底臌等特征,因此在对该区域软岩巷道进行支护时,应使用既要满足在巷道变形初期能及时阻止围岩变形,又要满足能够持续性的吸收围岩释放出的巨大能量的支护材料,并且还要解决底臌变形严重的问题。并据此有针对性的提出了以NPR高预应力恒阻锚杆(索)+底脚锚管索为支护方案的巷道稳定性控制对策,根据现场工程地质条件和围岩性质建立相应的工程地质模型,通过FLAC3D数值模拟对支护对策的可靠性进行验证。最后以南山矿东部区-120总回风巷为工程背景,将传统支护方式和新支护方案进行实际应用对比,现场监测结果证明了支护方案的合理性。     

高应力软岩巷道变形破坏机理与控制对策研究

高应力软岩巷道由于地压大、地质条件复杂，预选支护形式往往不尽符合围岩变形、破坏特点。软岩巷道发生底臌及顶板失稳等现象，大多数是由于巷道周边弱支护与局部弱支护造成的。软岩巷道支护是矿山开采等地下工程维护面临的一个技术难题，而巷道底臌又是巷道围岩变形破坏的一种重要的形式。大量实测数据表明，在巷道顶底板移近量中约有50%～75%是由于底臌造成的。严重的巷道底臌,不仅带来了大量的维修工作，增加了巷道的维护费用。分析了高应力软岩巷道局部弱支护机理，阐述了巷道底臌与顶板失稳诱发原因，探讨了软岩巷道的破坏特点和变形规律，提出了一些认识和支护对策，为软岩巷道支护结构设计提供新的参考依据。     

千米深井软岩巷道挤压变形力学特性及控制研究

 为了研究千米深井软岩巷道挤压变形力学特性及控制对策,以淮南朱集煤矿-906m东翼轨道大巷为依托工程开展研究,该巷道为典型的千米深部高地应力软岩巷道,开挖后围岩产生强烈的挤压变形。通过现场地应力测试获取地应力值和室内岩石力学试验获取围岩力学参数,根据Hoek挤压变形等级曲线判断出该巷道变形为非常严重的挤压变形;通过Phase2有限元数值仿真软件分析了该巷道的围岩稳定性,计算结果表明巷道开挖后围岩变形破坏严重,拱顶位移和底臌量大,与现场情况吻合。基于深部岩石巷道围岩稳定性控制理论和“分步联合支护”理念,针对该巷道的挤压变形特点制定了相应的支护方案,其主导思想是增强围岩自身强度和支护结构的抗变形能力,尤其重视底板支护。通过有限元数值软件计算分析和现场监测验证、评价了该支护体系的强度,结果表明所提出的支护方案取得了良好的效果,能够有效的控制围岩挤压变形。     

大断面临空巷道支护技术实践

为解决山西天地王坡煤业有限公司王坡煤矿3206回风顺槽软岩巷道变形破坏严重、原支护技术方案不能有效控制围岩变形且后期多次修复效果不佳的问题,提出了中空注浆锚索代替普通锚索以及“浅孔+深孔”注浆技术的优化支护方案,并进行了现场工业性试验,现场监测结果表明：采用该优化支护方案可以有效控制软岩巷道围岩的变形破坏。     

察哈素煤矿软岩巷道变形破坏机理及优化支护技术

针对察哈素煤矿开采过程中软岩煤巷受采动影响产生的围岩变形和支护困难问题,以3101回顺巷道变形为研究背景,分析巷道片帮和底臌机理,并在原支护方案的基础上设计改进支护方案。研究结果表明:巷道底板底鼓为膨胀-挠曲复合型底鼓,采用"补打底角锚杆+增加两帮支护密度+增加锚杆/索长度"、辅以局部强化支护的综合补强措施,可有效控制现场围岩变形和破坏。     

高水平应力巷道连续“双壳”治理底臌实验研究

基于深井工程软岩巷道严重底臌这一状况,以河北陶二煤矿扩大区北大巷条件为工程背景,对连续"双壳"如何有效控制深井软岩巷道底臌进行了实验研究。通过现场地应力测量、解算,确定了巷道围岩应力状态,采用自行设计的双向加载试验台,进行深井软岩巷道不同侧压系数时底板围岩变形失稳特征的相似模拟实验,得到底板位移场变化规律及围岩应力分布状态。模拟实验结果表明:底板连续"双壳"加固巷道底臌量较原支护巷道平均减小53%;底板浅孔注浆(浅部壳体)提高岩体承载能力,深孔锚索束注浆(深部壳体)扩大岩体承载范围,浅深壳体共同承载、协同变形有效控制了底板围岩稳定。最后揭示了连续"双壳"治理底臌机理。     

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。     

软岩巷道支护新技术在燕家河煤矿的应用

燕家河煤矿地质条件复杂,该矿总回风巷松软、破碎、复杂围岩条件下巷道底臌难以治理的问题长期未能解决。文中提出了底板全长预应力锚索与化学注浆联合支护解决方案,在实践中做到了一次支护就能有效控制围岩变形,避免巷道的反复整修。实现了软岩困难巷道防治底臌技术的突破,为矿井高效安全生产提供了可靠的技术手段。     

深部软岩巷道底臌蠕变控制数值模拟研究

深部软岩巷道底板具有强流变特征,引起深部软岩巷道底臌变形破坏的原因是多方面的.本文借助FLAC软件建立不同支护方案的计算模型,对深部软岩巷道底臌蠕变特征进行数值模拟研究,结果表明,全断面锚注支护在降低围岩快速蠕变的时间和速度,控制巷道变形、减小围岩塑性区范围等方面具有最佳的效果.     

林南仓矿软岩巷道支护技术研究

随着林南仓矿开采深度的增大,巷道所处应力水平不断增大,巷道矿压显现剧烈,围岩变形严重,尤其是高应力条件下的泥质软岩巷道支护变得越来越困难。通过对林南仓矿高应力下深部软岩巷道破坏机理,巷道围岩矿物成分和主要围岩物理力学性质的分析,提出了采用拱顶锚杆前期临时后期永久支护、金属拱形支架、壁后混凝土充填、墙体补强锚索和注浆锚杆耦合协调支护,对巷道变形进行有效控制。通过FLAC3D数值模拟,确定了林南仓矿深部高应力软岩巷道围岩的变形破坏特征,并验证支护设计的可行性和优化支护参数。通过巷道变形监测,表明新型支护体系有效地控制了深部软岩巷道围岩的大变形和底臌,维持了巷道的长期稳定,取得了良好的技术经济效果。