高应力下巷道失稳原因分析及支护技术研究

某矿-250m泵房、变电所受附近26采区工作面回采过程中的多次动压影响,及工作面停采后永久煤柱的高支承压力作用,变形严重,虽经翻修加固,维持使用,但随着26煤柱工作面的推进,势必会对泵房、变电所产生更强烈的动压影响,严重威胁到正常的安全生产。在对原巷道支护形式及变形特征的基础上,分析了巷道变形破坏的原因,并进行了支护方案设计,围岩变形得到有效控制。     

受跨采影响大断面硐室支护技术研究

某矿42采区变电所受断层带构造应力及附近采区回采的多次动压影响及永久煤柱的高支承压力作用,变形严重,经过多次翻修和加固,已维持使用至今。但随着42工作面的推进,势必会对其产生更强烈的动压影响。根据原巷道支护形式及变形特征,分析了巷道变形破坏的原因,进行了支护方案设计,现场试验结果表明:巷道支护效果良好,围岩变形得到有效控制。     

保安煤矿采区变电所硐室变形破坏分析及二次注浆加固技术

以保安煤矿采区变电所硐室为研究对象,通过地应力观测、类比分析研究了变电所变形破坏原因,并针对性地提出了变电所的二次加固方案。通过研究发现:大埋深和接近垂直巷道走向的地应力是变电所变形破坏的主要原因,而不同的顶底板围岩性质是导致不同位置变形破坏程度不同和变形破坏加剧的直接原因,小煤岩柱是导致巷道围岩变形的重要因素;通过理论研究和类比分析,提出了锚注反底拱结合煤岩柱对穿锚索的二次加固方案;通过现场实践,实现了巷道的加固,控制了变电所巷道的变形,保证了变电所的使用。     

多次动压影响巷道的围岩控制方法

针对厚煤层大采高工作面多次动压影响巷道围岩变形大的问题,结合成庄矿53082巷情况,分析了多次动压巷道围岩变形特征,提出锚杆索补强加固及浅部裂隙封堵和深部围岩加固的巷道加固方案,并进行井下试验。试验表明:巷道两帮最大移近量为376mm,顶底板最大移近量为502mm,巷道围岩变形控制效果较好,能够满足工作面安全生产使用要求。     

动压影响巷道加固技术研究

为解决采面动压影响巷道围岩变形量过大问题,以山西某矿5采区运输大巷围岩控制为研究对象,分析了邻近采面采动动压对巷道围岩的影响,认为围岩本身承载能力差、采面动压影响及原支护强度不足是导致巷道围岩变形量过大的主要原因。提出了以"围岩加固+加强支护"为核心的动压巷道围岩控制措施,通过注浆提高围岩承载能力及完整性、增加围岩支护强度,并利用巷道顶板上覆承载力较强的岩层控制围岩变形,顶板、巷帮及底板最大变形量分别在49、45、27 mm以内,有效地控制了围岩变形。     

掘进工作面巷道围岩压力及变形规律分析研究

伯方煤矿二盘区巷道围岩为第Ⅳ类不稳定围岩,围岩压力大,矿压显现剧烈,评价巷道支护效果,在实验室取得的3号煤煤岩物理力学参数及巷道支护参数基础之上对巷道支付方式进行数值模拟分析,通过分析巷道开挖后的围岩应力、变形及破坏深度得出:巷道变形量左帮65mm、右帮66mm、顶板32mm,围岩破坏深度顶板1.5m、底板1.5m、两帮1.5m。对3211回风巷掘进工作面的围岩变形及锚杆受力监测结果说明联合支护对动压有一定的承受能力,在现有伯方煤矿巷道围岩支护情况下,围岩得到了有效地控制。     

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。     

夏店矿31采区猴车巷围岩加固技术研究

针对夏店矿31采区猴车巷围岩具体的地质情况,分析了采区猴车巷变形破坏的原因,在分析巷道变形破坏原因的基础上,对猴车巷加固形式和加固参数进行了优化和设计。为验证新方案的加固效果,在巷道内选取有代表性的围岩设置了两个测站,两个测站的间距为85 m,用十字布点法分别对工作面两帮位移量和巷道顶板位移量进行监测。监测结果表明,巷道顶底板的位移量控制在70 mm左右以内,两帮位移量控制在95 mm左右以内,新的加固方案对控制猴车巷道围岩变形效果显著,获得了良好技术和经济的效益。     

深孔高强锚注技术在深井巷道修复中的应用

为研究深孔高强锚注加固技术在深井巷道修复中所发挥的作用,基于淮南潘一矿东区11-2采区轨道上山实际地质条件,辅助电子窥镜观测技术对该区域支护失效及围岩破坏原因进行分析,提出采用深孔高强注浆锚索进行巷道修复的技术方案。通过采用多点位移计、电子窥镜等观测手段进行监测,结果表明:深孔高强锚注加固技术能够有效控制巷道围岩变形、充填破碎围岩;采用锚注支护后,巷道顶板及两肩窝变形量最大约为1~2mm,巷道变形得到了有效控制;深孔高强锚注加固技术对松动范围和松动程度都比较大的应力集中区巷道围岩具有良好的加固修复作用。     

松软煤帮巷道破坏机理及高强预应力支护技术

根据五一煤矿采区巷道两帮强度低,围岩变形量大的问题,基于弹塑性力学及巷道围岩控制理论,采用理论分析及数值计算的方法,对松软煤帮巷道的破坏机理及高强预应力支护体系进行了研究,得出了巷道围岩连锁失稳、破坏机理及其相关控制技术。工业性试验表明,采用高强预应力支护技术后,顶板下沉量为59 mm,两帮移近量为230 mm,离层量控制在25 mm以内,可以较好控制松软巷帮的变形及顶板的离层变形,提高巷道的整体稳定性。     

深井复杂条件下回采巷道高强度锚杆支护技术

针对长广七矿埋深近千米、地质条件极其复杂的回采巷道支护问题，在数值模拟研究巷道围岩变形机理的基础上，设计了斜顶鼓梯形巷道断面，确定了高强度锚杆支护参数。现场观测表明，锚杆支护使巷道围岩得到有效控制，巷道表面变形下降。     

动压巷道棚索协调支护技术应用实践

针对普通U型钢支护存在支架强度低、支护围岩相互作用关系差以及不能适应动压巷道复杂应力环境和大变形的现状,提出了以高阻可缩重型U型钢和高强度锚索为主的棚索协调支护技术,具体包括壁后充填注浆改善支护围岩相互关系,薄弱区锚索补强提高支护结构整体稳定性以及锚注加固底板控制底鼓。结合某矿巷道具体地质条件,通过数值模拟研究了不同支护方案对动压巷道围岩变形的控制效果。观测结果表明：顶底板移近量约280 mm,两帮移近量约为260 mm,采用棚索协调支护技术能有效控制巷道围岩变形。     

三软煤层回采巷道支护中钻孔卸压技术

为有效解决软岩巷道支护难题,提出并研究了钻孔卸压与U型钢联合支护方式。采用FLAC3D数值模拟软件分析了卸压钻孔对巷道围岩变形及应力转移作用机理,模拟结果表明,实施卸压钻孔后,巷道围岩的变形量减小,巷道周边围岩应力峰值向深部转移,巷道处于应力降低区。现场试验结果表明：采用钻孔卸压与U型钢联合支护方案,巷道两帮最大移近量193 mm,降低55%,巷道顶底板最大移近量267 mm,降低55%,巷道支护状况得到明显改善。     

沿空掘巷注浆加固技术在平煤十一矿的应用

为了保证深部留窄煤柱沿空掘进巷道的安全生产,研究深井沿空掘巷围岩失稳特性,动态监测围岩变形全过程,采用间歇注浆加固技术和注浆管长短结合,解决了巷道窄煤柱帮收敛变形严重问题,改善了窄煤柱煤岩松散破碎结构,确保了矿井安全生产。     

动压软岩巷道锚注加固机理与应用研究

随着矿井开采强度不断增大和煤矿井田开采深度日益增加，软岩、动压、深井以及它们的复合型巷道的有效维护已成为制约矿井安全生产的关键问题之一．针对某矿中三轨道石门动压、软岩的复合型工程特点，从巷道的布置层位、保护煤柱设计、支护方案及受采动影响状况等方面入手，分析了石门变形破坏的原因．研究结果认为：有效改善巷道围岩体力学性能，为锚杆支护提供可靠着力基础，从而使支护体与围岩共同作用形成有效承载结构，是治理动压软岩复合型巷道的主要技术途径，并提出了“以锚注加固为基础，关键部位进行加强支护”的“非均匀支护”新技术，进一步确定了该石门主要的锚注加固技术方案和技术参数．确定的方案在现场进行了工业性试验，结果表明，该石门在受上部煤层开采影响时，围岩变形量得到了有效控制，而且围岩变形很快趋于稳定，为矿井的安全生产创造了条件，取得了良好的技术经济效益．     

受多次采动影响留巷加固技术研究

详细调查了成庄矿五盘区大采高5308孤岛工作面留巷的地质条件、支护状况和变形特征;采用FLAC^3D数值模拟分析大采高孤岛工作面矿压显现规律和研究此类巷道的变形破坏机理;针对53082巷变形特点提出,先注浆提高破碎围岩整体性,增强围岩自身承载能力,后采用强力锚索支护控制锚固区围岩的二次离层,在锚固区内形成次生承载层来提高其围岩稳定性;并配合采用围岩表面喷浆封闭堵漏和浅深孔注浆相结合加固方案在53082巷进行现场试验。试验表明,加固后有效控制了大采高孤岛面留巷围岩变形,能够满足安全使用的要求,同时降低了巷修成本,具有显著的经济效益。     

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.     

松软煤层大巷围岩变形机理及控制对策

针对潞安漳村矿井深埋煤巷持续大变形难题,在开展地应力、煤岩体强度及围岩结构测试的基础上,分析了软弱围岩破坏变形的机理;基于强力一次支护原则提出了高预应力强力锚喷支护方案,重点对煤帮进行短锚索补强支护。矿压监测结果表明,掘巷阶段巷道顶板最大下沉量16 mm,两帮最大收敛量153 mm,底板变形不明显,锚杆锚索受力在掘进工作面推过50 m时开始稳定,锚杆受力最大值稳定在154 kN,锚索受力最大值稳定在235 kN。研究成果可为类似采矿条件下煤巷支护提供经验指导。     

深部高地压井巷顶板支护技术研究

针对深部高地压煤层巷道顶板受高地应力与回采动压叠加影响,造成巷道急剧变形,以红阳三矿北二采区1210-2工作面运输顺槽为例,分析了顶板破坏机理及变形规律,恒阻锚索具有可控变形、同时保持恒阻的特性,采用现场监测、理论分析和井下试验相结合的方法开展研究,经过对比,恒阻锚索能够起到释放应力峰值,控制巷道变形量,保证支护强度,满足回采运输巷断面要求。