全长锚固水泥药卷锚杆的试验应用

针对冲击地压矿井巷道支护难的问题,根据煤岩体冲击碎胀破坏机理,按照锚固约束层作用原理,提出了发挥锚固约束层的最佳支护形式：全长锚固水泥药卷锚杆技术,介绍了该锚杆的性能特点及应用情况,对冲击地压矿井、软岩矿井与高地压矿井需要高强度高锚固力的巷道支护具有很好的借鉴作用。     

深部冲击地压巷道锚杆支护作用研究与实践

以义马常村煤矿深部冲击地压巷道为工程背景,介绍了深部冲击地压巷道围岩地质力学参数分布特征,分析了冲击地压巷道围岩变形与破坏特征及主要影响因素,揭示出锚杆支护对冲击地压巷道变形的本质作用是保持围岩完整性,在围岩中形成支护应力场,降低应力集中系数,改善巷道围岩应力分布,充分发挥围岩的抗冲击能力。提出冲击地压巷道支护形式选择原则,介绍了高冲击韧性锚杆支护材料力学性能及锚杆支护参数设计方法。针对常村煤矿21220下巷条件,提出以全长预应力锚固、高强度、高冲击韧性锚杆与锚索支护为主,以金属支架为辅的复合支护方式,并进行了井下工业性试验。矿压监测数据表明,该种支护方式与围岩的整体抗冲击能力强,能够有效控制深部冲击地压巷道变形与破坏。在冲击能量影响下,锚杆、锚索受力特征明显不同于普通巷道,呈波浪状或锯齿状变化趋势。     

冲击载荷作用下锚固围岩损伤破坏机制

为研究冲击地压巷道锚固围岩损伤破坏特征,以实际发生冲击失稳的巷道为例,分析了冲击载荷作用下锚固围岩动载响应特征,现场测试了冲击载荷作用后围岩损伤、锚固界面损伤及锚固性能,对比分析了冲击载荷前后锚杆力学性能。研究结果表明:冲击载荷作用下,巷道锚固围岩和锚杆与锚索受反复压拉压作用,导致锚固系统锚固性能降低与失效;冲击载荷作用后,巷道围岩节理、裂隙发育,完整性差且强度大幅降低,锚固性能劣化或失效;锚杆支护材料性能降低,杆体延伸率降低13. 8%,抗拉强度降低6. 6%,冲击吸收功降低24. 3%,锚杆产生塑性变形,晶粒扭曲、畸变,微观金相组织紊乱。采用锚固注浆、高预应力全长锚固以及高强度、高伸长率、高冲击韧性锚杆与锚索联合支护,可以有效提高冲击载荷作用下巷道围岩的稳定性。     

深部矿井双巷掘进帮部锚杆锚固性能影响研究

本文针对西北某矿井深部矿井地压大,临近巷道双巷掘进受矿压重叠影响,对锚杆的支护效果的要求更高的难题,通过采用钻孔窥视、锚杆拉拔试验等多种方法对巷道支护锚杆锚固性能的影响研究,为深部矿井双巷掘进巷道支护设计提供了技术支撑。     

冲击地压矿井煤巷锚杆支护研究

针对冲击地压引起煤体碎胀破坏的特点 ,阐述了冲击地压矿井煤巷锚杆支护的原理及支护形式。井下工业性试验表明 ,在具有强烈冲击倾向性的煤巷中 ,采用全长粘结锚固锚带网支护形式和合理的参数 ,可以经受 2级左右冲击地压的作用。     

软岩应力集中区巷道锚注组合支护技术

煤矿锚杆支护技术是煤炭开采的一项关键技术。针对深部复杂地质条件下采动动压影响区内的矿井、采区主要巷道支护,采用高预应力锚杆、锚索和注浆联合加固支护技术,可实现有效控制围岩变形与破坏,避免巷道多次维修。并通过高压注浆技术实现锚杆、锚索全长锚固支护和对松散破碎岩体进行充填、固化、加固,能更好地发挥岩层与锚杆杆体共同抗剪切作用,抑制围岩离层与错动,充分发挥锚固岩体的自承、自稳能力。解决深井高地压复杂地质条件下采动动压影响区内的主要巷道支护技术难题,为矿井实现高产高效创造了条件。     

深部冲击地压巷道“卸压-支护-防护”协同防控原理与技术

针对深部冲击地压巷道高应力、强冲击造成的强矿压显现难题,分析了深部冲击地压巷道围岩变形破坏特征,确定了导致深部冲击地压巷道强冲击显现的防控难点,揭示了巷道冲击破坏机制。在分析深部冲击地压巷道破坏机制的基础上,建立了深部冲击地压巷道围岩力学模型,分析了动、静叠加载荷、支护应力、围岩力学属性与莫尔圆间的相互作用关系,提出了深部冲击地压巷道“卸压-支护-防护”协同防控原理。通过对巷道围岩远、近场进行卸压,从动、静载荷角度降低巷道冲击能量和所受应力;利用高预应力、高强度、高延伸率及高冲击韧性“四高”锚杆(索)主动支护,结合围岩结构重塑技术,提高巷道围岩自承载和抗冲击能力;结合钢棚、缓冲垫层及防护支架,通过高阻尼作用快速抑制巷道围岩的冲击震动。通过协调“卸压-支护-防护”3种技术手段的时空关系,改变冲击地压巷道能量释放、传播及耗散形式。基于“卸压-支护-防护”协同防控原理,提出了深部冲击地压巷道“卸压-支护-防护”协同防控技术,开发了长、短孔分段水力压裂工艺,研发了配套的压裂机具和设备;研制了高冲击韧性锚杆(索)系列支护材料,大幅度提高了支护材料的强度和韧性;提出了以钢棚、缓冲垫层及防护支架为一体的巷道复合防护结构,复合防护结构能有效吸收巷道围岩内的冲击动能,抑制围岩震动。研究成果在蒙陕和义马典型冲击地压矿井开展了工业性试验,“卸压-支护-防护”协同防控技术改变了厚层坚硬岩层冲击能量释放形式,有效抵御了高动、静叠加载荷,减小了巷道围岩整体冲击变形,控制了深部冲击地压巷道围岩稳定。     

巷帮煤体整体滑脱型冲击地压锚杆防冲支护原理及工程实践

冲击地压是目前严重影响煤炭安全有效开采的灾害之一,研究锚杆防冲支护原理和技术对防治巷道冲击地压灾害具有重要意义和价值。通过对巷帮煤体整体冲入型冲击地压发生的地质条件以及破坏特征进行总结分析,认为坚硬顶板与坚硬煤层是此类型冲击地压的重要地质特征,而巷帮煤体整体滑脱是其主要冲击破坏特征。在此基础上,以巷帮滑脱煤体为研究对象,建立了顶板-巷道-底板复合结构体力学模型,建立了巷帮煤体发生水平滑移的极限平衡方程,并对各个参数进行分析。结果表明：由于顶板反弹使巷帮煤体竖直方向压力降低,巷帮煤体被构造应力推入巷道发生冲击地压。基于该发生机制模型,认为目前的锚杆支护设计体系在防治巷帮煤体冲入型冲击地压存在不足,并基于其发生和破坏特征,建立了针对巷帮煤体整体滑脱型冲击地压的锚杆防冲支护设计原则,即将顶和底帮锚杆锚固端分别穿层打入稳定的顶底板内,并使用长锚索取代中部帮锚杆,提供锚杆支护的防冲作用。基于新建立的锚杆防冲支护设计方法,以大屯矿区孔庄煤矿7305工作面防冲支护为工程背景,在宽煤柱段巷帮锚杆支护采取了防冲设计,帮顶、底部锚杆及补强锚索均锚固于顶底板内部,能够有效吸收煤体滑动动能,提高安全性。     

深井高地压软岩应力集中区巷道锚注组合支护技术

针对深部复杂地质条件下采动动压影响区内的矿井、采区主要巷道,采用高预应力锚杆、锚索和注浆联合加固支护技术,可实现有效控制围岩变形与破坏,避免巷道多次维修。并通过高压注浆技术实现锚杆、锚索全长锚固支护和对松散破碎岩体的充填、固化和加固,能更好地发挥岩层与锚杆杆体共同抗剪切作用,抑制围岩离层与错动,充分发挥锚固岩体的自承、自稳能力。解决深井高地压复杂地质条件下采动动压影响区内的主要巷道支护技术难题,从支护效果、支护成本、安全可靠等方面为矿井实现高产高效创造了前提条件。     

小庄矿40204工作面冲击危险区锚杆支护质量无损检测研究

为了搜寻冲击危险区域内的支护薄弱环节,并分析导致锚杆支护质量较低的原因,采用锚杆(索)无损检测仪对小庄煤矿40204工作面巷道冲击危险区域内的锚杆支护进行无损检测,对锚杆支护质量进行评价。研究表明,该工作面临空巷道交叉口附近区域、巷道群区域和临空巷道超高段区域锚杆支护质量差。高地压环境、采空区及巷道交叉口等因素的叠加作用下,使得锚杆杆体受损、锚固段粘结度降低,工作载荷下降,进而锚杆支护质量降低,巷道变形加剧,是40204工作面锚杆支护损伤的主要原因。     

综掘工作面高预应力强力支护方式探讨

针对千秋煤矿存在冲击地压灾害的情况,提出加长锚固高预应力锚杆支护理论。为提高锚杆支护的整体效果和支护强度,采用高预应力强力支护,做到一次支护就能有效减小巷道的变形量,避免出现前掘后修现象,有效提高工作面的掘进进尺,减少了巷道维修次数,节约了支护成本。     

深井高地压软岩新型树脂锚固剂全长锚固支护技术

煤矿锚杆支护技术是煤炭开采的一项关键技术。随着矿井产量和效率不断提高,淮南矿区锚杆支护率已达到90%以上。针对淮南矿区深部复杂地质条件,采用高预应力、强力锚杆支护及锚杆和锚索联合支护技术,从顶板比较稳定的煤巷,到复合、破碎的顶板巷道;从实体煤巷,到高应力、高地压的沿空掘巷,到稳定及松软的岩巷等,实现一次支护有效控制围岩变形与破坏,避免巷道多次维修。特别是锚杆全长锚固支护技术成功应用,解决了软岩、松散破碎巷道的支护技术问题,能更好地发挥岩层与锚杆杆体共同抗剪切作用,抑制围岩离层与错动,充分发挥锚固岩体的自承能力。初步解决了深井高地压复杂地质条件下的巷道快速掘进、快速支护技术难题,为矿井、工作面实现高产高效创造了条件。     

冲击地压矿井厚煤层沿空掘巷支护关键技术研究

针对冲击地压矿井回采巷道普遍采用多级支护体系,支护效果差的现状,分析了围岩变形破坏机理,指出高应力、强动载荷和卸压、锚杆支护体系失效分别是冲击地压巷道围岩强烈变形的基础、特征和关键因素。结合试验巷道破坏特征及锚杆支护系统失效分析结果,认为巷道维护的关键是减弱围岩性质劣化对锚杆支护体系的影响,并提出了具有针对性的控制对策。依据研究结果,确定了新控制方案和参数,进行了井下工业试验,取得了良好应用效果。     

冲击地压巷道桁架锚索支护原理与实践

针对冲击地压巷道围岩难以控制的问题,提出采用桁架锚索-锚杆联合支护冲击地压巷道。采用理论分析、现场实践相结合的方法,研究桁架锚索支护冲击地压巷道的原理。运用材料力学、岩体力学理论,建立锚索支护巷道的力学模型,对比研究普通单体锚索和桁架锚索支护冲击地压巷道抗冲效果。研究表明:普通单体锚索难以适应巷道围岩和锚杆的变形而先行破坏,锚索-锚杆支护体系被各个击破,从而导致冲击地压发生;相对于单体锚索,桁架锚索锚固区围岩最大拉应力降低Fsinα+F,最大剪应力降低Fsinα,变形量增加ckcosα,并一定程度上能够实现桁架锚索-锚杆协同防冲支护;能量理论分析表明,桁架锚索支护系统比普通锚索支护系统要多吸收D(22 2a/cosa+2c-2a)能量,抗冲震级也加大。现场应用表明,桁架锚索-锚杆联合支护能够有效地防止巷道冲击地压的发生。     

冲击地压巷道减隔震技术原理及应用

冲击地压是煤矿开采过程中最严重的动力灾害之一,对煤矿安全开采造成了极大威胁。统计表明,约90%的冲击地压发生在巷道中,致使巷道损坏、垮冒甚至闭合以及人员伤亡。巷道支护已成为防治冲击地压的最后一道防线。基于冲击地压巷道围岩破坏过程及关键影响因素分析,研究了深部冲击地压巷道减隔震技术手段和实现方法,有效保护了巷道围岩结构的整体稳定性。提出了冲击地压巷道减隔震技术原理:隔震技术是在支护层与原岩之间致裂形成具有显著消波吸能作用的松散煤岩体,吸能机理主要体现在块体松散吸能、旋转吸能、空间散射吸能、反射吸能4个方面;减震技术通过锚杆锚索、O型棚、防冲单元架等支护构件的大延伸及让压位移,经过减震支护构件的强散射和释能作用,保护巷道支护锚固体在瞬间高冲击动载作用下的整体移动性和让压位移特征;隔震+减震的双重组合保护效应,实现了巷道围岩消波降载支护体整体释能抗冲的性能特征,从而维护冲击地压巷道围岩的稳定性。现场实践和微震监测显示:减隔震技术可以有效控制冲击地压巷道变形和破坏,巷道表面监测的微震能量降低了50%,巷道支护效果显著。     

大倾角破碎煤层巷道冲击破坏特征与支护方法

大倾角煤层巷道冲击地压破坏表现出非对称特征,支护控制方法也特殊.以古山煤矿为工程背景,揭示锚杆锚固体脱落及巷道围岩非对称破坏的原理,提出全断面锚索、网、喷联合非对称支护方法,并进行现场试验.结果表明:随着巷道围岩塑性区域的发育以及外露破碎煤体风化等作用,锚杆轴力衰减严重,锚固体近似处于零压力区,在冲击载荷作用下整体脱落;巷道两帮存在较大的垂直应力,顶底板存在较高的水平应力,在煤层倾角参与作用下,巷道结构出现大致垂直于煤层倾斜方向的主作用力,导致与煤层倾角垂直方向,巷道一侧肩窝和对应的底角变形剧烈;基于巷道破坏原理,提出以帮锚索取代帮锚杆,并进行锚网支护煤体喷浆,解决锚杆轴力降低、锚固体整体脱落问题;针对巷道结构主作用力方向进行非对称加强支护,以控制肩部与底角围岩剧烈对称破坏.工程试验表明,该方法不仅提高了巷道围岩抵抗冲击地压破坏的能力,而且大大减小了巷道围岩变形量.     

特厚冲击地压煤层分层综放开采巷道支护技术研究

华亭煤矿从特厚煤5层分层综放开采起,冲击地压显现异常剧烈,在采场已发生冲击地压上百次,致使巷道部分锚杆失效、锚索被拉断、底鼓、两帮移近、顶部下沉等严重变形现象,以及围岩松动圈不断扩大,巷道维修量大,严重影响矿井的安全生产,成为困扰和制约华亭煤矿可持续发展的重大安全问题。采用新型高强高预应力均让压支护技术对特厚冲击地压煤层分层综放开采巷道进行支护。工程实践表明,新型高强高预应力均让压支护显著改善了巷道的支护效果,有效控制了巷道两帮移近、顶部下沉等围岩变形现象,大大降低了巷道的维修量,取得了良好的经济效益,具有一定的借鉴价值。     

“三高”锚杆在冲击地压下煤巷支护中应用分析

千秋煤矿由于采深较大,存在发生冲击地压的危险性。现矿井生产集中在二水平,煤岩动压及冲击现象显现明显,巷道维护困难。原有巷道锚杆支护系统失效且架棚支护变形严重。为降低巷道返修率,确保有效生产断面,决定在21采区采用三高锚杆支护,该支护方式试用后效果明显,保证了矿井的安全生产。     

科技文苑窗

受岩浆侵蚀煤层采掘方法的探讨——王艳功等 .《煤矿安全》2 0 0 0 (6 )文章详细分析了岩浆岩侵入煤层的各种形态特征 ,有针对性地采取了适用的采掘方法。冲击地压矿井煤巷锚杆支护研究——孙忠辉 .《建井技术》2 0 0 0 (1 )文章针对冲击地压引起煤体碎胀破坏的特点 ,阐述了冲击地压矿井煤巷锚杆支护的原理及支护形式。井下工业性试验表明 ,在具有强烈冲击倾向性的煤巷中 ,采用全长粘结锚固的锚带网支护形式和合理的参数 ,可以经受 2级左右冲击地压的作用。端锚内注浆锚杆支护技术研究——刘冠奇 .《山西煤炭》2 0 0 0 (2 )文章介绍了端锚内…     

复杂开采条件下高冲击危险区巷道支护技术研究

为解决深部复杂开采条件下面临的巷道冲击地压问题,通过采场覆岩结构理论研究,得到了工作面支承压力分布特征,采用数值模拟分析了工作面围岩应力分布规律,并根据冲击地压发生机理,预测出了巷道冲击地压发生危险区。在高冲击危险区采取了大直径钻孔卸压和深孔卸压爆破两种防治措施,同时,又采用了以防冲让压锚杆为核心的防冲让压巷道支护技术。工业性试验效果表明:防冲让压支护技术有效解决了复杂开采条件下巷道冲击地压问题,保证了矿井安全高效生产。