复合顶板松软煤层巷道破坏机理及高预应力支护技术

针对崇升煤矿采区巷道顶板为复合顶板,两帮强度低,传统棚式支护难以控制围岩变形量大这一问题,基于实验室力学性能测试及巷道围岩控制理论,采用理论分析及数值模拟计算的方法,对复合顶板松软煤层巷道的破坏机理及高性能预应力支护体系进行了研究,得出了巷道围岩连锁失稳、破坏机理及其相关解决技术。现场工业性试验表明,采用高性能预应力支护技术后,顶板下沉量为43 mm,两帮移近量为115 mm,离层量控制在33 mm以内,效果良好,得出高性能预应力锚杆支护可以较好控制复合顶板松软煤层巷道的围岩变形,提高巷道的整体稳定性。     

深部大断面软岩巷道变形破坏机理及高预应力支护技术

针对兴跃煤矿2#煤层回风大巷围岩变形量大这一问题,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,对深部大断面软岩巷道的变形破坏机理及高预应力联合支护技术进行了研究,提出采用"锚杆+钢筋梯子梁+钢筋网+锚索"联合支护方案。现场工程实践表明,采用高预应力联合支护技术后,顶板下沉量为48 mm,两帮移近量为86 mm,底鼓量为120 mm,离层量控制在26 mm以内,效果良好,得出高预应力联合支护技术可以较好控制大断面软岩巷道围岩变形及顶板离层,提高巷道整体稳定性。     

复合顶板松软煤层锚网喷支护实践

通过分析贵州省青龙煤矿复合顶板松软煤层巷道原支护失败原因,并结合巷道的控制原理,提出巷道的控制技术:采用喷浆封闭围岩防止复合顶板风化破碎;用高预紧力、高强锚杆控制复合顶板的早期离层和提高围岩自身的承载能力;在允许两帮合理变形的同时,用高强锚杆提高两帮煤体强度;最后对帮角加固,防止帮角剪破坏。     

采动影响下松软围岩巷道变形特征与控制技术研究

在地质力学现场测试的基础上,针对巷道顶板坚硬、煤帮与底板极其松软的特点,分析了巷道围岩变形破坏特征,指出围岩松软强度低、采动高应力环境、初期支护强度刚度不足是造成巷道破坏的原因;并提出采用预应力锚固与注浆联合加固技术解决采动影响下松软巷道围岩控制难题,井下工业试验结果表明,注浆加固后大幅度提高了围岩整体稳定性,两帮最大移近量为35mm,顶底板最大移近量为19mm,围岩变形得到有效控制,基本杜绝了巷道维修。     

复合顶板松软煤层巷道变形破坏机理及合理支护设计

依据巷道围岩物理力学条件,结合数值模拟对复合顶板松软煤层巷道变形破坏机理进行分析,结果表明:巷道变形破坏原因主要是由于原有支护缺乏主动支护作用,复合顶板和松软煤帮物理力学性质差,在围岩应力作用下,顶板易离层、冒落,两帮易片帮、下沉,并且两者相互影响、相互作用。为此提出了在巷道掘进过程中采取的支护对策并对回采巷道进行合理支护设计。     

高预应力锚网索分段支护技术在回采巷道中的应用

分析了5#煤层工作面回采巷道变形破坏的主要表现及引起巷道变形破坏的主要原因,提出了采用高预应力分段锚网索的支护方案,对地质构造等特殊地带进行特殊补强支护,并在15207工作面回风顺槽进行了实践。结果表明:采用新的支护方案后,巷道两帮变形量累计75mm,顶板下沉量累计25mm,工作面回风顺槽离层总量约12mm。实践证明,该支护方式在控制15207工作面回风顺槽顶板离层和巷道围岩变形破坏方面均取得了较好的效果,提高了巷道稳定性,也为类似条件下的巷道支护提供了借鉴。     

高应力软岩工作面巷道失稳机理探析及支护对策研究

针对新桥煤矿2107综采工作面高应力软岩巷道围岩变形量大、维护困难问题,通过理论分析、数值模拟、现场实测的方法,对巷道破坏过程及影响软岩巷道失稳的因素进行了研究。最终确定顶板采用锚杆组合支护、两帮采用高强锚杆加长锚固,在巷道围岩中形成预应力结构控制巷道围岩变形。现场应用表明:在回采过程中,顶板下沉量累计约232 mm,两帮最大移近量累计约192 mm,可满足巷道正常使用。     

深部开采软岩巷道围岩支护技术研究与应用

针对深部开采巷道围岩支护难题,文章在综合采用理论分析、现场监测基础上对深部巷道围岩支护机理及支护设备参数选择进行研究,提出了高预应力锚杆的支护理论并得到如下结论:(1)基于矿井地质力学参数与理论分析确定了深部围岩支护的悬吊理论模型;(2)通过理论计算得到巷道预留变形量为119mm,确定了锚杆的长度、直径间排距等一系列参数;(3)通过现场两帮、顶底板离层监测得到巷道最大位移量为70mm,两帮最大位移量84mm,巷道顶板离层浅部最大8mm,深部最大4mm,满足矿井安全生产要求。     

高应力泥岩顶板巷道围岩失稳特征及控制分析

通过对高应力泥岩顶板回采巷道破坏特征、力学变形机制及失稳原因分析,建立了回采巷道锚杆-锚索支护区变形协调方程,提出了高应力泥岩顶板回采巷道围岩控制关键技术,确定了预留断面高强预应力锚杆-锚索协调变形支护方案,并对设计方案进行了数值计算与工业性试验。结果表明:高应力泥岩顶板巷道表现为顶板破碎严重及离层量大、两帮呈非对称收敛变形与底鼓量大的特征;高应力及泥岩顶板软弱围岩是巷道围岩产生破坏的内在原因,锚杆-锚索支护强度过低及锚杆-锚索支护区非协调变形则是巷道围岩破坏失稳的外在原因;古汉山矿13051回采巷道围岩为高应力-节理化-膨胀性复合型(HJS)软岩,为Ⅰ_(AB)Ⅱ_(AB)Ⅲ_(ABD)复合型力学变形机制,采用设计支护方案后,巷道围岩变形能利于释放,围岩压力减小,锚杆-锚索受力均匀,巷道围岩变形保持在可控范围内,预留断面高强预应力锚杆-锚索协调变形支护利于巷道围岩稳定。     

霍尔辛赫松软厚煤层留顶煤掘进支护技术研究

为解决霍尔辛赫煤业顶煤松软,支护困难的问题,拟采用高预应力支护方法解决。首先进行了围岩测试,获取基本地质力学参数,随后基于高预应力支护理论进行了支护设计,最后进行了井下试验及监测。结果表明,巷道沿底板掘进支护后,支护体及围岩均保持稳定,顶板总离层为5 mm,两帮移近量不超过60 mm,效果良好,有效解决了松软厚煤层巷道沿底板掘进的难题。