复合顶板巷道变形破坏特征与锚杆支护技术

为解决辛置煤矿复合顶板巷道支护困难,通过理论分析、数值模拟并结合工程实践,对复合顶板巷道变形破坏机理及相应的锚杆支护技术进行了研究。结果表明：复合顶板的变形破坏主要因锚杆的主动支护作用较差,加之复合顶板各岩层的节理裂隙发育,使复合顶板的初期离层量和变形量较大,顶板的稳定性持续恶化,最终导致复合顶板的大变形以至破坏。因此应提高锚杆（索）的预紧力,增强支护系统护表功能并加强锚索支护强度,以充分发挥锚杆（索）的主动支护作用。     

复合顶板的破坏机理与锚杆支护技术

为缓解翟镇煤矿复合顶板巷道支护的困难局面,通过理论分析、数值模拟并结合工程实践,对复合顶板巷道变形破坏机理及相应的锚杆支护技术进行了研究．结果表明：复合顶板的变形破坏主要是因锚杆的主动支护作用较差,加之复合顶板各岩层的节理裂隙发育,使复合顶板的初期离层量和变形量较大,顶板的稳定性持续恶化,最终导致复合顶板的大变形以至破坏．为此应提高锚杆（索）的预紧力以充分发挥锚杆（索）的主动支护作用,增强支护系统的护表功能并加强锚索支护的强度．     

复合顶板的破坏机理与锚杆支护技术

为缓解翟镇煤矿复合顸板巷道支护的困难局面,通过理论分析、数值模拟并结合工程实践,对复合项板巷道变形破坏机理及相应的锚杆支护技术进行了研究．结果表明：复合顶板的变形破坏主要是因锚杆的主动支护作用较差,加之复合顶板各岩层的节理裂隙发育,使复合项板的初期离层量和变形量较大,顶板的稳定性持续恶化,最终导致复合顶板的大变形以至破坏．为此应提高锚杆（索）的预紧力以充分发挥锚杆（索）的主动支护作用,增强支护系统的护表功能并加强锚索支护的强度．     

复合顶板动压巷道变形破坏机理与锚杆支护技术

薛虎沟煤矿为解决复合顶板巷道围岩控制和支护困难,通过理论分析、数值模拟并结合工程实践,对复合顶板巷道变形破坏机理及相应的锚杆支护技术进行了分析及应用。结果表明复合顶板动压巷道围岩变形破坏主要是锚杆支护的主动支护作用效果差,特别是复合顶板岩层节理裂隙发育程度高,会使巷道顶板的稳定性大幅降低;结合矿井实际地质条件,采用锚杆、锚索联合支护技术,提升了锚杆、锚索的预紧力,增强了联合支护的支护强度,提高了联合支护的主动支护效应,可有效控制复合顶板动压巷道围岩的变形破坏。     

红柳林煤矿火烧区烧变岩巷道稳定性研究

为解决红柳林煤矿火烧区巷道支护困难问题。以该矿4-2煤回风大巷为工程背景,通过理论分析、数值模拟及工程实践,对火烧区巷道围岩工程地质力学和相应的支护技术进行了研究。结果表明:火烧区巷道变形破坏主要原因是煤岩体受到热损伤、物理膨胀及氧化变质等复杂物化影响导致煤岩力学强度降低、节理裂隙发育及矿物成分改变,导致锚杆(索)难以锚固,使巷道顶板初期变形量和离层量较大以致破坏。因此应提高锚杆(索)预应力,增加锚固剂数量,使巷道顶板形成稳定的挤压平衡拱,充分发挥锚杆(索)主动支护作用。     

深井厚层复合顶板回采巷道支护技术研究

以淮沪煤电公司丁集煤矿1252(1)工作面回采巷道地质条件为工程背景,论述了复合顶板巷道的变形破坏特征,分析了深井复合顶板巷道支护存在的难点,提出了锚(索)梁网联合支护方式。实践证明:锚(索)梁网联合支护能有效限制围岩变形,保持围岩稳定,阻止复合顶板离层破坏,主动支护围岩。     

耦合让均压支护技术在蠕动变形顶板中应用

基于马脊梁矿5127巷掘进期间应力区顶板蠕动变形严重,导致巷道顶板锚杆(索)支护失效、断裂、变形等现象,根据巷道原支护现状分析了蠕动变形区顶板支护失效原因,提出了耦合让均压支护技术。通过实际应用效果来看,该支护技术实现了锚杆(索)与顶板耦合支护作用,锚杆(索)失效率降低至2%以下,应力区顶板蠕动变形量控制在0.14 m以下。     

大断面厚顶煤回采巷道锚杆索协同支护技术研究

以大断面厚顶煤巷道的围岩破坏机理为依据,采用FLAC~(3D)数值模拟计算,对传统联合支护和锚杆索协同支护的围岩变形、塑性区分布等进行了对比分析。结果表明:单纯增加锚索的局部支护密度对顶板支护意义并不大,支护过程中应重视顶板锚索的均匀布置,使得锚杆、索充分发挥协同支护作用;研究发现锚杆、索协同支护体系可以将锚杆、索等支护构件的锚固作用最大化,节省支护成本,并有效改善围岩的变形状况,防止巷道围岩出现大变形甚至片帮、冒顶等事故。现场应用试验表明,采用锚杆、索协同支护体系后,巷道顶板下沉量和两帮移近量较传统支护方案分别减少了21.3%和18.4%,支护效果良好。     

厚层炭质泥岩顶板煤巷复合主动支护系统研究

厚层炭质泥岩顶板大跨度煤巷采用传统的锚杆(索)支护方式,无法解决无稳定上位岩层可供悬吊的关键难题,易发生垮冒事故.为了能有效控制巷道变形,促进矿井安全生产,提出了复合主动支护系统控制厚层炭质泥岩顶板大跨度煤巷,阐述了其支护原理,建立了复合主动支护系统的力学模型,得出了复合主动系统中桁架锚索结构达到系统平衡时预紧力Qy值的临界条件.采用FLAC5.0数值模拟软件计算设计和优化平煤八矿厚层炭质泥岩顶板大跨度煤巷复合主动支护系统方案,现场实测巷道顶板最大下沉量为158 mm,巷道断面收敛率小,有效地控制了巷道变形,同时为各类复杂地质条件的应用提供了有力依据,具有良好的推广应用前景.     

复合顶板沿空掘巷围岩控制研究

为研究复合顶板沿空巷道围岩变形破坏机理及控制技术,基于该类巷道变形破坏特征的分析,得到巷道变形破坏的主要原因是没有考虑复合顶板沿空巷道围岩特性、支护强度低、变形不协调和没有发挥围岩的承载能力,揭示了复合顶板沿空巷道围岩变形破坏机理,研究了合理的围岩控制技术:1)优化临时支护工艺,减少复合顶板空顶时间,2)喷浆封闭围岩,防止复合顶板风化,3)高强度高预应力锚杆支护、底角锚杆、二次支护增加复合顶板层间结合力,提高两帮承载能力并控制底鼓,4)向采空区倾斜锚索增强基本顶关键块稳定性,保护内承载结构.工业性试验结果表明,围岩表面位移和复合顶板离层得到有效控制,基本顶很快稳定.     

复合顶板巷道分类及控制技术研究

针对复合泥岩顶板巷道在采掘过程中出现的垮冒灾害难题,根据顶板中复合泥岩的厚度和分布位置对此类巷道进行分类,并在此基础上建立力学模型,分析引起顶板变形或冒顶的根源,提出采用"高预应力锚杆索+索桁架体"联合控制技术,现场工程试验表明,该技术能有效控制顶板变形,保障了顶板支护稳定性。     

大倾角特厚复合顶板巷道支护稳定性分析

针对大倾角特厚复合顶板煤层倾角大、围岩强度低、层间黏结力弱且易离层等特点,结合永宁煤业4105工作面顺槽巷道实例,采用FLAC^3D数值模拟软件,模拟了不同断面形状与支护参数巷道围岩塑性区分布规律和围岩应力分布、变形等特征。研究结果表明,直墙拱形断面巷道可改善围岩的应力状态,减小围岩塑性区破坏范围,降低围岩的变形量,更加适合大倾角特厚复合顶板巷道的开挖支护。     

复合顶板回采巷道锚网索联合支护技术

基于复合顶板回采巷道围岩活动特点,采用动态设计方法,对复合顶板回采巷道进行了锚网梁索支护设计,并通过对巷道支护效果进行监测,认为:复合顶板回采巷道中采用锚网梁索联合支护是可行的,但是在采动影响剧烈阶段围岩变形大,需要进一步优化支护参数或进行二次支护,为类似条件下的锚网索支护设计提供了一定的参考。     

薄层状复合顶板大断面开切眼锚固设计及其应用

在研究薄层状复合顶板条件下综采工作面大断面开切眼的地质与生产条件和施工方法的基础上，提出在该条件下采用联合锚固支护。运用工程类比方法和数值计算方法，系统设计了该条件下的锚固参数，如锚杆直径、锚杆长度、锚杆间排距、锚索长度、锚索间排距、锚杆与锚索的锚固长度和锚固力等。顶板离层监测结果表明，所提供的锚固方式与锚固参数能够有效控制薄层状复合顶板大断面开切眼的顶板变形与冒落。     

复合顶板综采面沿空留巷技术研究与应用

矸石带巷旁支护的优点是节省支护材料、稳定性较好,缺点是矸石带的可缩量大、前期支护阻力小、顶板下沉量大、构筑矸石带的劳动强度大。对于复合顶板薄煤层综采工作面,有效控制巷道围岩状况,尤其是对巷旁充填段复合顶板的控制是沿空留巷技术能否成功的关键。通过结合数值模拟软件及现场留巷情况分析巷旁充填矸石带后巷道围岩应力及变形状况,模拟不同充填矸石带宽度对留巷效果的影响,得出在此条件下成功应用巷旁充填3 m宽矸石带沿空留巷的技术。     

复合顶板巷道破坏机理及支护技术研究

为缓解五凤煤矿复合顶板巷道支护的困难局面,通过理论分析、数值模拟,对复合顶板巷道变形破坏机理及相应的支护技术进行了研究,提出了锚喷支护设计方案(破碎段仍采用工字钢加强支护的方式)。数值结果表明,采用上述设计的支护方案,巷道围岩取得了良好的控制效果。     

深部软弱破碎复合顶板煤巷稳定控制技术

针对深部软弱破碎复合顶板矩形断面煤巷易冒顶、大变形、难支护等特点,基于锚杆和锚索支护理论,提出了兼具组合梁和组合拱承载效应的梁-拱锚固承载结构,分析了梁-拱锚固结构的几何特征,揭示了不同锚固参数条件下梁-拱锚固结构的形成过程及演化规律,反映了不同支护形式下煤巷顶板的锚固结构效应。采用FLAC~(3D)模拟研究了4种支护技术方案条件下深部软弱破碎复合顶板煤巷围岩位移与塑性区损伤扩展演化规律,揭示了不同支护技术方案对矩形断面煤巷围岩的控制效果,验证了采用基于梁-拱锚固结构的深部软弱破碎复合顶板矩形断面煤巷支护技术方案的合理性,并进行了井下工业性试验。监测结果表明,采用"梁-拱锚固结构"支护技术方案有效地控制了深部软弱破碎复合顶板煤巷离层与大变形,维持了深部软弱破碎复合顶板煤巷围岩与支护结构的稳定及安全。     

复合顶板煤巷变形破坏机理及支护对策

通过顶板组分测试、岩层稳定性力学分析、复合顶板变形破坏过程分析和现场监测等手段,对复合顶板煤巷的破坏机理进行系统研究,提出适合该类巷道的合理支护方式。研究结果表明:煤巷两顶角为剪切应力集中区,应及时加强支护,使顶板锚固层三铰拱有足够的法向锚固力,从而抑制岩层发生剪切滑移;顶板两顶角锚杆、锚索分别向两帮倾斜20°,可有效控制复合顶板煤巷的破坏。     

沿空留巷巷内支护技术研究与应用

针对沿空留巷围岩变形大、变形不匀均、维护效果差等状况,以沁新矿沿空留巷为工程背景,采用数值模拟分析了巷内支护与围岩变形、应力分布的关系,揭示了沿空留巷巷内支护机理：采用高阻让压支护,提高沿空留巷围岩承载能力和抗变形能力,适应沿空留巷阶段性围岩大变形与应力调整。开发了沿空留巷巷内支护技术：① 基本支护：采用高预紧力、高强度、大延伸率锚杆与锚索支护,提高围岩承载能力、适应围岩大变形;② 加强支护：回采工作面后方一定范围内的沿空留巷采用高阻让压的单体液压支柱加强顶、底板支护,即在采空区顶板破断和沿空留巷围岩应力调整的剧烈阶段,通过单体液压支柱有效支撑顶底板、减小顶板回转、下沉和巷道底臌,保持沿空留巷围岩稳定;③ 沿空留巷围岩变形稳定后撤除作为加强支护的单体液压支柱。