过断层巷道围岩破坏机制及支护优化

针对某深井煤矿采区泵房及变电所过断层巷道出现的顶板剧烈下沉、两帮内挤严重、底板鼓量大的现象,通过现场调研、数值模拟及现场监测,分析了原有支护方案下过断层巷道围岩变形破坏机制,提出采用高强锚杆+注浆锚索联合支护方案。结果表明:深部高地应力、断层局部应力集中及剪切滑移破坏、支护强度不足等是过断层巷道围岩变形破坏的主因;注浆锚索能够有效控制围岩破碎区范围,联合高强锚杆调动深部围岩形成稳定支撑结构。现场位移监测结果表明,优化支护方案后巷道过断层位置处不连续变形得到了较好的控制,整体变形量大幅度降低,改善了围岩应力水平。     

兰花宝欣煤矿过断层巷道围岩支护参数设计研究

针对兰花宝欣煤矿3209轨道顺槽过断层段巷道围岩支护困难的问题，根据巷道过断层段工程地质条件，采用理论计算和数值模拟相结合的方法，确定了过断层段的“锚杆+注浆索+金属网”联合支护方案及支护参数。工业实践结果表明：采用该联合支护技术方案后，巷道顶、底板、左右两帮累计变形量分别为28.5 mm、21.6 mm、12.5 mm、11.7 mm，围岩变形在可控范围内，实现了对穿断层段巷道围岩的有效控制。     

深部过断层巷道围岩支护技术研究

为研究深部过断层巷道围岩的状态,本文以山西高平云泉煤业深部地下开采巷道为研究对象,展开过断层与正常开采下的数值模拟及现场工程支护实践。研究结果显示：在巷道正常掘进时,塑性破坏区域集中于工作面顶底板及其前方约5m范围内;巷道掘进过断层时,除顶底板与工作面前方小段区域,工作面前方较大范围乃至断层另一侧都产生了塑性破坏;巷道采用全断面锚网索联合支护技术,在50d以后,位移变化速率在0.5mm/d以下,巷道变形逐渐得到控制。     

增子坊矿303皮带巷过断层围岩支护技术

以增子坊矿5#层303皮带巷过F1、F2等断层为工程实例,为确保巷道过断层期间围岩稳定,采用主动支护、被动支护等联合支护方式.拟定围岩支护参数,采用以锚+网+索+带+喷为主的主动支护,可提升围岩稳定性,降低断层涌水给巷道围岩控制带来的影响;采用以钢架梁为主的被动支护,可在一定程度上提升主动支护稳定性.现场应用表明,巷道过断层期间围岩稳定,顶底板、巷帮变形量均在允许范围内,围岩控制效果良好,可为其他矿井回采巷道掘进过断层提供经验借鉴.     

回采巷道掘进过含水断层施工及支护技术研究

为保证巷道安全过含水断层,本文对原有矩形巷道断面以及支护方法进行优化,并对巷道掘进过断层路线进行重新设计。通过现场锚杆应力监测以及顶底板和两帮位移的48d监测结果可知,锚杆应力在锚杆所承受范围内,顶底板以及两帮的位移范围也在安全位移内。新的拱形巷道以及补强支护方式取得良好的支护效果,3106回风顺槽可安全通过破碎含水断层带。     

上湾煤矿运输大巷过断层围岩变形破坏特征研究

针对巷道过断层极易产生大变形、支护结构失稳等问题,以上湾煤矿中六运输大巷过断层为工程背景,采用数值模拟和现场实测方法分析巷道过断层中围岩变形特征。结果表明:巷道过断层中围岩以剪切变形为主,在断层前后10 m范围内围岩变形量较大,围岩破坏先后顺序依次为底板、两帮和顶板,上盘影响段巷道底板和帮部围岩为主要控制区域,下盘影响段顶板和帮部围岩为主要控制区域,并提出巷道关键部位密集锚索支护+反底拱全断面锚杆支护的围岩控制技术,围岩最大位移量均小于120 mm,工业试验结果较为理想。     

过断层回采巷道围岩监测与治理实践

为研究某矿过断层时回采巷道围岩的变形规律,在14101工作面辅助运输巷断层前后布置3个测站监测其顶底板和两帮移近量,并与带式输送机运输巷对应位置的围岩状况对比。监测结果表明:过断层前巷道围岩变形发展趋势一致,但辅助运输巷围岩变形更大,顶底板和两帮移近量分别为63、43 mm;辅助运输巷围岩变形在过断层时和工作面推进至测点附近时分别出现峰值。加强超前巷道支护后,过断层时的围岩变形量显著减小,围岩变形得到控制。     

深井穿断层破碎带软岩巷道围岩控制技术研究

在总结刘庄煤矿穿断层破碎带软岩巷道围岩破坏特征的基础上,分析了巷道围岩破坏原因,并结合该矿东一轨道大巷施工难点,提出了巷道围岩分步耦合支护技术方案,包括预留巷道围岩变形量、初次锚网索喷耦合支护、滞后围岩注浆加固及帮角和底板锚注加固。现场工程实践表明,采用分步耦合支护技术,巷道拱顶最大下沉量为38mm,两帮最大水平位移量为122mm,底鼓最大位移量为193mm,有效解决了刘庄煤矿深井软岩巷道穿断层破碎带施工围岩稳定控制难题。     

近距离承压水巷道底鼓控制技术研究

针对任楼煤矿中六运输大巷过F2-1断层破碎带承压水巷道底板支护难题,采用预留巷道变形量+超前注浆+锚网索喷永久支护+反底拱加强支护+底板滞后注浆联合支护方案控制底板围岩变形。现场工程实践表明,底板最大位移量为58 mm,无明显涌水现象,围岩承载性能得到极大提高,底板围岩变形得到有效控制。     

岩巷过断层破碎带联合支护技术的应用

断层破碎带围岩具有松散、软弱等特征,强度低,易膨胀和发生塑性流变,增加了岩巷掘进与支护的困难。西峰仑煤矿-380 m水平东大巷过地质破碎带时采用砌碹＋拱形支架＋底板捣制＋壁后注浆联合支护技术,根据1年的观测,巷道帮部最大水平位移20mm,顶底板最大移近量4mm,有效地控制了破碎带巷道的变形。     

平顶山一矿31060风巷过5号断层的方法

通过对断层下盘巷道的顶板的围岩受力分析,解决了煤巷掘进过大断层的巷道支护,通过对下部废弃巷道对应的上方巷道的楔形体的受力分析,解决了下部废弃巷道对上部巷道底板的影响问题。取得了良好的支护效果,为类似情况提供了一种可行的方法。     

布尔台煤矿掘进工作面过断层巷道支护技术研究

针对煤矿掘进面过断层期间支护困难、巷道冒落可能性大的问题，对掘进工作面过断层围岩变形机理及控制技术研究进行了研究。通过理论研究对正断层附近的应力环境进行分析，并通过数值模拟对过断层巷道及正常巷道在不同支护方案条件下的应力、位移状况进行对比研究，最终给出了掘进面过断层的支护方案，并应用到布尔台煤矿的工程实践中。研究结果表明：采用“锚杆+锚索”支护方案来加强支护强度及新增角锚杆可以实现对过断层掘进工作面围岩的有效控制。     

刚性U型钢支架系统在破碎围岩体巷道的应用研究

以平煤6矿斜井穿越采空区为工程背景,通过U型钢支架变形破坏机理的分析,结合数值模拟,对不同支护方案下斜井围岩的稳定性进行了系统研究。结果表明,采用全断面U型钢支护破碎围岩巷道时,巷道的最大垂直应力得到较大改善,巷道顶板、底板处于低应力区域,破坏不严重,在控制底板围岩位移量方面,全断面U型钢支护的底板围岩位移量为锚杆支护的0.47倍。表明刚性U型钢支护技术能有效地控制破碎围岩巷道的围岩稳定性。     

坤达煤业3203工作面回采巷道支护方案数值模拟分析

以坤达煤业3203工作面为对象,采用数值模拟方法,分析了浅埋深矩形巷道在近水平煤层中采用锚杆索联合支护时的巷道围岩变形特征。结果表明,锚杆索支护后围岩破坏以顶板、底板、两帮表面中部最大,顶板破坏范围大于底板;巷道表面位移量在左帮、右帮和顶板都是随运算步数增大逐渐增加,增长趋势减缓,底板巷道稳定速度比顶板和两帮快;围岩位移量的变化趋势是随距巷道表面距离增大,变形量减小,减小速度由大变小,逐渐趋于零。但巷道整体位移量较小,说明锚杆索支护对巷道破坏产生了较好的抑制作用。     

巷道局部弱支护围岩应力场及稳定性分析

基于圆形巷道局部弱支护力学模型,用自然边界元法推导出围岩内应力函数的边界积分公式,对比分析了底板不支护、底板局部弱支护、巷道全周边弱支护、巷道全周边均匀强支护时围岩内应力随角度的变化规律.采用Burger-creep模型,利用FLAC软件模拟分析了深部弱支护巷道边界位移的蠕变规律、围岩塑性区的分布规律等.研究表明:巷道全周边弱支护时,顶、底及两帮破坏并发,初始阶段两帮蠕变速度最快.巷道局部弱支护时,在弱支护范围的两侧出现水平及垂直位移集中现象,围岩从弱支护部位鼓出.底板局部未支护时,底板破坏严重、底鼓量是全周边弱支护时的5倍,塑性区不断向两帮及顶板延伸;底板不支护或弱支护时,通过顶板强支护并不能抑制底鼓现象.研究巷道局部弱支护现象及其发展过程,对于完善巷道支护设计,有针对性地改进支护结构,具有指导意义.     

顾北煤矿断层带岩巷围岩控制技术研究

针对巷道过断层时围岩松散破碎,巷道变形较大,难以支护,以顾北煤矿南一1煤采区排水联巷为工程背景,研究巷道过断层围岩控制技术。分析了巷道过断层时支护难点,给出了相应的控制对策,并对岩巷过断层段围岩控制方案进行设计。现场应用结果表明,巷道顶底板移近量最大为354 mm,两帮移近量最大为302 mm,该支护方法有效控制了巷道围岩变形,保证巷道过断层的安全稳定。     

全长锚注支护技术在断层破碎区的应用

为了保证8303辅运巷过断层期间顶板稳定,提高巷道过断层的掘进效率,分析了断层带围岩力学参数,提出了全长锚注支护技术,巷道在0~25d范围内围岩变形逐渐降低,在25d后顶底板、巷帮变形趋于稳定,顶板最大下沉量控制在0.24m以下,巷帮最大移近量控制在0.29m以下,与巷道完整阶段变形量相差不大,具有显著应用成效。     

汾源煤业5-1021巷过断层支护技术研究

汾源煤业5-1021巷在掘进中将通过断层,为保障巷道的顺利掘进,分析了断层对巷道掘进的影响,提出过断层支护方案,并对巷道顶板离层、围岩表面变形等情况进行监测。结果表明:在断层处巷道顶板离层量最大,围岩表面变形量最大,但通过对巷道围岩进行支护后,这些参数都在可接受范围内,巷道围岩的稳定性得到了有效保障。     

巷道锚杆锚索协同支护数值模拟研究

基于锚杆、锚索协同支护原理,在围岩条件和锚杆、锚索其他支护参数一定的情况下,采用正交试验设计方法,运用FLAC3D数值模拟软件对锚索预紧力、锚索长度、锚索锚固长度3个支护参数对巷道围岩变形影响规律和它们之间的协同匹配关系进行研究分析。结果表明:影响围岩顶底板、两帮变形的主要因素是锚索预紧力,锚索预紧力的大小对巷道变形的影响最为显著,而锚索长度和锚固长度的影响相对较小;锚杆预紧力须和锚索预紧力协同配合,共同控制围岩的变形,预紧力为20kN的锚杆和预紧力为100kN的锚索在巷道顶底板变形控制中能达到很好的协同配合作用;巷道围岩顶底板和两帮的围岩稳定性控制的机理不同,需要采取的支护理念和支护参数也不同;锚索锚固长度对围岩位移变化的影响规律是锚索长度对围岩位移变化影响规律的侧面描述,呈负相关的关系。     

断层附近煤巷锚杆支护破碎围岩稳定机理研究

针对与断层平行的回采巷道围岩破碎且受构造应力作用,呈现非对称变形破坏,巷道维护较困难的特点,采用FLAC数值计算方法,建立了包含断层的计算模型,对其稳定机理进行了研究,分析了围岩的应力状态的变化及分布形态,得出了断层附近破碎围岩煤巷锚杆支护围岩稳定机理:1)锚杆支护能减小围岩应力降低速度,可改善两帮及顶底板的应力状态,提高破碎围岩残余强度,促进围岩稳定.2)锚杆支护可提高顶板抗剪能力,从而减小断层附近巷道发生冒落失稳的可能性.3)断层附近巷道围岩应力状态、变形破坏程度具有非对称性,对近断层煤帮加强支护有利于围岩稳定.