深部高应力穿层巷道变形机制及支护技术研究

针对深部高应力穿层巷道围岩变形控制难题,采用理论分析和数值计算等方法,研究穿层巷道围岩变形破坏机制及支护技术。研究结果表明:1)穿层巷道变形破坏具有不均匀性、非对称性和支护体与围岩的不耦合性,巷道以剪切变形破坏为主,拉伸破坏较少,且拉伸破坏主要集中在巷道浅部围岩。2)穿层巷道处于单一软岩时,巷道变形破坏严重,稳定性差,穿层巷道塑性破坏区主要分布在软岩中,塑性破坏区域沿着交界面增加。3)建立穿层巷道稳定性分析模型,确定不同工况下穿层巷道稳定性等级,提出穿层巷道分区联合支护方案,有效控制巷道变形破坏,提高了穿层巷道的整体稳定性。     

基于FLAC3D的软岩穿层巷道非对称变形规律研究

为深入研究软岩层穿层巷道非对称变形规律,解决软岩层穿层巷道支护难题,采用FLAC^3D对五阳煤矿76.2号区段2号总回风巷巷道变形进行研究,发现不同岩性穿层巷道非对称变形规律有明显的不同,其中在以泥岩和砂质泥岩为主的穿层巷道中围岩变形较严重,且呈现出明显的非对称变形,而在以砂质泥岩和细粒石英砂岩为主的穿层巷道中围岩的非对称变形明显轻微。在此基础上,提出2种针对性支护方案,并对进行数值模拟研究,分析支护效果,为软岩层穿层巷道支护施工提供依据。     

煤层底板穿层巷道围岩分段支护技术

不同煤层底板垂深的穿层巷道受工作面采动影响的程 度不同,其围岩破坏情况差别较大,因此需要对不同底板垂 深的穿层巷道采用不同的围岩控制方法.以某矿井的３上 煤 层６０７工作面底板下的东轨上山联络巷为研究对象,采用理 论分析、数值模拟方法研究了煤层底板不同垂深巷道围岩的 破坏程度和范围.为便于现场对底板下不同垂深的穿层巷 道采用不同的加固支护方案,根据巷道围岩破坏程度和范 围,确定了将东轨上山联络巷按照底板垂深５~１０ m、１０~ ２０m 和２０m 以上分为３段,针对３个垂深分段巷道围岩的 变形破坏情况,提出了不同垂深的底板巷道分段加固支护方 案.巷道分段支护数值模拟结果表明,分段加固支护方案能 够有效减小底板下方穿层巷道围岩的变形量及破坏范围,不 同垂深底板穿层巷道的稳定性良好.研究结果对类似条件 下煤层底板穿层巷道的围岩控制具有一定的参考意义.     

深部穿层巷道非对称变形机理及控制对策研究

针对深部穿层巷道围岩非对称变形破坏特征,对其破坏机理及控制对策进行了数值分析和工程试验研究。结果表明,受埋深大、高地应力,特别是水平构造应力的影响,原支护下巷道围岩出现了非对称大变形破坏,穿层巷道断面与岩层倾向成钝角部位表现出最先破坏的关键部位特点;非对称破坏主要表现为围岩结构的非对称性影响下产生的不同岩层间的剪切滑移变形及高应力作用下的软弱岩层挤出变形等错位变形。结合现场工程地质条件,提出了锚网索+底角锚杆的非对称耦合支护对策,对关键部位进行了加强支护,有效地遏制了围岩的非对称变形,消除了巷道围岩的错位变形,提高了巷道围岩整体稳定性,现场应用效果良好。     

厚层泥岩顶板巷道矿压规律研究及支护参数优化

针对云南小发路煤矿巷道项板为厚层泥岩且变形严重的特点,通过矿压观测总结了围岩破坏及巷道变形规律.观测结果表明,巷道掘后初期破坏活动集中于围岩浅部,此时应当及时采取有效支护措施,防止破坏向围岩深部发展,并在此基础上探讨了原有支护方案存在的问题.使用数值模拟的方法优化并选择了支护参数,指出,增加锚杆长度及支护密度可以有效改善巷道围岩变形情况.     

掘进巷道围岩稳定性分析及控制研究

由于巷道掘进会引起其围岩内应力的释放,围岩发生变形破坏,为保证围岩稳定就需要有效地支护。本文在分析掘进巷道围岩变形破坏机理和不同的地质条件因素对围岩变形破坏的影响基础上,针对巷道围岩条件,提出了采用锚注联合支护技术对掘进巷道围岩进行控制,结果可以为掘进巷道围岩的稳定和支护提供一定的参考。     

破碎围岩巷道变形因素分析及支护优化设计

针对米山煤业辅助运输石门破碎围岩大变形巷道的失稳破坏问题,分析了巷道支护锚杆(锚索)与巷道围岩作用机理,从理论方面分析了造成巷道大变形破坏的机理,认为巷道围岩原生结构面上产生了较为显著的离层、滑动与张开,新生破裂随之产生并全面扩展,导致围岩变形严重.根据现场围岩条件,提出了注浆加固+高预应力锚索的联合支护方案.根据研究方案在辅助运输石门进行了现场应用,分析与评价支护效果,验证理论分析的正确性与支护方法的有效性.     

多煤层重复采动穿层大巷围岩变形特征及 修复加固技术研究

为探讨多煤层重复采动穿层巷道围岩变形破碎严重、锚固结构易失效等难题,以发耳煤矿+980m轨道大巷为研究背景,通过围岩组分分析、现场电视探测和数值计算确定了影响+980m轨道大巷围岩变形严重的主要因素。基于此提出了"支护弱结构部位加强支护"的不均匀加固技术,通过Phase软件模拟合理的大巷修复加固方案并提出"锚杆+锚索+钢筋梯+金属网+注浆"联合支护技术控制巷道围岩变形。现场监测结果表明:与未修复加固段巷道相比,修复加固段巷道在40 d监测期间顶板、底板及两帮变形量仅为22,21,17 mm,巷道围岩裂隙基本被浆液充填,巷道围岩变形基本得到控制。     

深部巷道连续双壳加固机理及试验研究

由于深部巷道变形破坏严重,传统支护难以保证巷道稳定。本文在详细分析深部巷道围岩变形特征的基础上,提出深部巷道连续双壳加固理念,并分析双壳加固机理。通过相似材料模拟试验,对不同采深条件下裸巷、锚杆支护、连续双壳支护巷道围岩变形及应力分布规律进行研究。结果表明：随采深增大,裸巷围岩发生大面积整体破坏,不能自稳;锚杆支护巷道锚固区以里深部围岩继续发生离层破坏,巷道存在潜在破坏危险;连续双壳支护巷道只在巷帮浅部发生局部剪切破坏,围岩稳定性好。以陶二煤矿新南总巷道支护为例,验证了连续双壳支护的合理性。     

“三软”地层掘进联合支护方式实践与研究

以内蒙古鲁新矿井+570m轨道石门弱胶结软岩巷道支护为工程背景,分析了巷道变性破坏的主要原因,提出锚网喷、锚索、U型棚联合支护方案,划分出不同地段及不同地质条件,岩性发生变化,进行改变不同的支护形式,尤其掘进迎头采用管棚超前支护及小导管超前注浆支护。经现场实践,该支护方案成功控制了巷道围岩的破坏变形,取得了良好的支护效果。