煤矿巷道支护与加固材料的发展及展望

我国煤矿巷道支护与加固方法主要有4种形式,包括棚式支架、支柱、砌碹支护、喷射混凝土及巷道用液压支架等围岩表面支护型,锚杆与锚索围岩锚固型,注浆加固围岩改性型及联合控制型。系统介绍各种支护材料与构件的力学特性,注浆加固及充填材料的物理力学性能,分析其支护加固效果及适用条件。指出我国煤矿已形成了包括金属材料、非金属材料及复合材料的煤矿巷道支护加固材料体系,实现了从木材到金属的支护材料革命,被动支护到主动支护的技术革命,不仅显著提高了巷道围岩控制效果,而且降低了巷道维护成本,为煤矿实现安全、高效建设与生产提供了可靠的保障。最后,分析了支护加固材料与构件存在的问题,对其未来的发展进行了展望。     

庞庞塔煤矿大倾角煤层巷道联合支护技术研究与应用

大倾角煤层巷道存在顶帮应力环境复杂、巷道非对称变形、底鼓严重等现象。以庞庞塔煤矿5-1081巷为工程背景，提出了主被动联合控制原则，具体包括:高强及时主动支护原则、主被动联合提高强度原则、局部加强协同支护原则，设计了机械式高强恒阻支柱，开发了大倾角煤层巷道主被动联合支护技术。该技术以“高强锚杆（索）+高强恒阻支柱”为核心，通过高强锚杆（索）形成强主动承载结构，联合高强恒阻支柱协调巷道变形，从而实现巷道围岩的稳定控制。技术应用后，监测了巷道变形、锚杆受力、支柱变形等情况，结果证明了庞庞塔煤矿大倾角煤层巷道主被动联合支护技术的优越性和可靠性，为类似条件巷道支护提供了参考，也丰富了巷道围岩控制理论。     

主被动联合支护在软岩巷道中的应用

针对山脚树煤矿216车场联巷帮顶松软、巷道帮顶压力大，造成巷道使用周期短、维护频繁现象等问题，通过理论分析、现场监测的方法，分析了原支护方案下巷道围岩变形机理，结合山脚树煤矿216车场联巷的围岩特征，提出了锚网索支护+混凝土浇灌+金U棚+注浆联合支护方案。结果表明：与原方案相比，巷道围岩顶底板、两帮移近量未发生明显变化，有效控制了该条件下的巷道围岩变形，锚网索支护+混凝土浇灌+金U棚+注浆联合支护满足支护要求，保证了生产安全。通过现场实践检验，支护效果较好，研究可为煤系底层三软巷道支护提供参考。     

三软煤层沿空巷道破坏机制及锚注控制

针对龙口矿区梁家煤矿典型三软地层沿空巷道-4606材料巷围岩控制难题,通过现场监测和试验,分析原支护方案下围岩变形破坏机制。煤层结构复杂,围岩易膨胀、软化,围岩破坏范围大,拱架变形破坏严重,锚杆支护潜力无法有效发挥是巷道变形破坏的主要原因。以锚注支护为核心,实施了U型棚+注浆锚杆+注浆锚索和注浆锚杆+注浆锚索2种联合支护对比试验方案。结果表明：方案实施后,巷道围岩变形量均小于原支护方案37%以上,U型棚+注浆锚杆+注浆锚索联合支护方案中U型棚对围岩的控制作用不明显,注浆锚杆+注浆锚索联合支护完全可以取代传统的U型棚支护。     

厚煤层大断面巷道围岩变形破坏特征及支护技术研究

针对大断面厚煤层巷道变形破坏严重、支护困难的问题,以庞庞塔煤矿5-1082轨道巷为工程背景,基于巷道围岩变形破坏特征,提出了“注浆+U型棚+锚杆索+菱形金属网”联合支护技术,并通过数值模拟验证了支护方案的可靠性,现场工业性试验结果表明：与原支护方案相比,巷道顶板最大下沉量、两帮最大移近量较原支护方案分别减少了61%、78%,巷道的变形破坏得到有效控制。     

深井泥岩巷道围岩失稳控制技术研究

为有效防控深井泥岩巷道围岩失稳难题,以皖北矿区祁东煤矿具体地质及开采支护条件为背景,建立巷道围岩塑性区和位移的解析表达式,分析围岩力学参数及支护阻力对围岩变形破坏的影响规律,发现塑性区半径、表面位移与围岩内聚力(支护阻力)负相关,据此提出了满足现场施工需求、安全经济的锚网喷索+阶梯压力注浆联合支护技术,并通过现场实测对支护技术的有效性进行验证。结果表明:采用锚网喷索+阶梯压力注浆联合支护后,巷道顶、底板相对移近量较单一的架棚支护降低80.87%、87.69%,巷道围岩完整性增强,稳定性控制效果显著。     

深部软岩巷道锚注支护技术研究现状与展望

深部软岩巷道围岩控制一直是困扰煤矿发展的重大难题,经过国内外学者的大量研究,在深井软岩巷道支护理论和支护技术方面取得了大量研究成果。锚注支护技术是岩土注浆加固与锚杆支护的有机结合,充分体现了注浆与锚固的优点。通过研究锚注支护的作用机理,对注浆锚杆和注浆浆液的类型、特点进行了分析,介绍了安设注浆锚杆与注浆的施工工艺及注意事项,对锚注支护技术未来的研究领域进行了展望。     

深井高应力非常规断面动压巷道支护技术研究

目前,国内关于高应力动压巷道非常规段面掘进技术方面的文献较少.本文分析了巷道所处区域水文地质条件和应力分布情况,并参考了数值模拟结果,对翟镇煤矿11103E高应力动压巷道采用了非常规断面掘进,锚带网初次支护只挂顶网,回采时锚带网加强支护挂帮网,特殊地段锚索注浆加固的方法;最终就巷道围岩表面位移、巷道围岩深部位移和锚杆(索)锚固力等矿压监测结果,进行了支护效果检验,结果表明支护技术安全有效.     

深部回采巷道锚网索联合支护技术实践

以常村煤矿21132工作面上巷为例,用理论分析并辅以工程类比的方法,研究了全煤深部大断面高应力条件下锚网索架工字钢棚联合支护围岩变形的控制效果,优选了巷道支护参数,即锚杆长度为2.4 m,间排距为0.6 m,工字钢棚间距为0.4 m;并进行了现场试验。试验结果表明：采用锚网索架工字钢棚联合支护,提高锚杆预应力,打设顶、底角锚杆及顶部锚索能有效控制巷道变形,增强巷道的稳定性。     

大埋深破碎围岩巷道变形控制技术

120801运输巷受埋深大、上覆11号煤层采动等多重因素影响,导致巷道围岩破碎、支护难度大。结合现场条件,提出采用中空注浆锚杆+高强柔性金属网+工字钢架棚组合支护方式控制围岩变形。在巷道顶板采用涨壳式终孔注浆锚杆并配合注浆,提升顶板岩体整体稳定性及承载能力,加强锚杆围岩控制效果;巷道顶板及巷帮均铺设TECCO高强度柔性金属网,给巷道壁较大的支护作用力;按照1 000 mm棚距架设钢棚,进一步提升护表强度。现场应用后,120801运输巷顶底板、两帮最大移近量分别为66 mm, 58 mm,锚杆、架棚等支护体系均未出现失效、变形等问题,巷道围岩变形量较小,实现了深部破碎围岩巷道变形的有效控制。     

新集矿区11-2煤锚网索支护技术应用与实践

新集矿区刘庄煤矿11-2煤首采面下顺槽施工中应用锚网索联合支护技术,取得了较好技术经济效益。文章分析了锚网索支护机理,确定出合理的巷道支护参数、施工工艺和方法。     

耦合让均压支护技术在蠕动变形顶板中应用

基于马脊梁矿5127巷掘进期间应力区顶板蠕动变形严重,导致巷道顶板锚杆(索)支护失效、断裂、变形等现象,根据巷道原支护现状分析了蠕动变形区顶板支护失效原因,提出了耦合让均压支护技术。通过实际应用效果来看,该支护技术实现了锚杆(索)与顶板耦合支护作用,锚杆(索)失效率降低至2%以下,应力区顶板蠕动变形量控制在0.14 m以下。     

桁架锚索在7518切眼支护中的应用

以五阳煤矿7518综放工作面开切眼锚杆锚索联合支护为例,介绍了桁架锚索的技术特点及施工工艺,说明了桁架锚索对复杂、困难条件下的巷道支护所起的补强作用,为大断面综放工作面开切眼锚杆支护技术的推广应用,提供了经验参考。     

基于WSNs的矿井瓦斯无线监测系统

为了弥补煤矿现有有线瓦斯监控系统的不足,采用基于Zigbee技术的CC2430芯片构建了无线传感器网络(WSNs)并结合单片机、传感器、存储显示以及CAN总线通信技术设计了瓦斯无线监测系统。     

高强度等级中空锚索与线性锚索束协同支护技术

中空注浆锚索由于其特殊的中空结构,导致极限承载能力较常用实心锚索降低了30%以上,难以满足深部复杂应力环境巷道的支护要求。研究开发了2060MPa高强度等级中空注浆锚索,经实验室和现场实测,其极限承载能力达到了660kN以上,并指出了其拉力分散型的力学本质。为避免巷道顶板岩层水平移动导致的锚索剪切破坏,提出了高强度等级中空注浆锚索与线性锚索束协同支护技术,阐释了两种支护结构协同支护作用机制。选择顾桥矿1127(1)运输巷巷修工程为背景,开展了高强度等级中空注浆锚索与线性锚索束协同支护技术的现场试验,应用结果表明,该技术能够有效控制深部高地压巷道的围岩大变形,是一种行之有效的巷道加固方式。     

永久锚网带索联合支护巷道围岩变形规律及分析

通过对锚网巷道监测数据的整理和分析,验证了在永久巷道中采用锚网带索联合支护技术是可行的。同时分析了巷道的变形规律和围岩变形量的构成因素,为永久锚网巷道的推广及支护优化设计提供了依据。     

锚梁网索支护在复合顶板大断面煤巷中的应用

介绍了张集煤矿1113(3)综采工作面运输巷,采用锚梁网索支护技术解决巷道支护过程中的难点及确定合理支护参数,通过对掘进和回采期间的综合矿压观测,证明锚梁网索支护在大断面复合顶板煤巷中应用是可行的。     

电缆接头工艺分析及在煤矿井下的应用

对高压电力电缆辐射热缩式接头性能及辐射热缩式接头工艺进行分析 ,并提出了在煤矿井下应用注意事项。实践表明 ,热收缩式接头具有良好的密封性能、绝缘性能 ,适宜煤矿井下恶劣的运行环境     

厚层泥岩顶板煤巷桁架锚索支护技术的应用

针对厚层泥岩顶板煤巷掘进过程中的支护难题,研究了桁架锚索支护技术原理,制订了针对性支护方案,并提出了施工过程中关键问题的解决办法。现场应用表明,桁架锚索支护技术较好解决了该条件下的支护问题,且创造了良好的效益。     

锚索网喷碹联合支护在煤巷中的应用

本文介绍了新陆煤矿在-385南11号层二区工作面上顺槽煤巷采用锚索锚网组合梁喷碹支护的一些作法,通过对围岩变形量的观测,证明在厚煤层中,只要选择合理的支护参数,无论从技术上,还是从经济上,采用锚索锚网组合梁喷碹支护都要强于架棚支护。