特厚煤层全煤巷道高预应力锚杆支护技术与实例分析

针对同煤集团特厚煤层开采矿井的特厚顶煤巷道中,锚杆锚索无法全部锚固到稳定岩层、巷道断面大、综放开采采动影响强烈等一系列难题,在分析锚杆锚索在煤层中的锚固性能、高预应力对全煤巷道围岩控制机理基础上,研究了高预应力锚杆支护技术,进行了火成岩侵入影响破碎围岩大巷、强烈动压影响大断面煤巷、深部多次动压影响巷道等复杂困难巷道的支护设计与井下支护效果分析。在塔山、麻家梁煤矿的应用结果表明,高预应力锚杆支护技术能够有效控制特厚煤层全煤巷道的强烈变形,满足煤矿安全高效生产的要求。     

火成岩侵入区巷道围岩控制研究

以双鸭山矿业集团东保卫煤矿为例,以火成岩侵入区地质条件下的力学分析为主,对东保卫煤矿火成岩侵入区巷道进行地质力学评估,以获得火成岩侵入区围岩物理力学特性及锚固特性,对矿井原有支护进行优化设计,在保障巷道围岩稳定性的同时,降低巷道支护维护成本。     

火成岩侵入影响的特厚破碎煤层全煤巷道支护技术

采用理论分析和现场试验相结合的研究方法,总结了火成岩侵入影响的特厚破碎煤层全煤巷道的变形和破坏特征,提出了采用高强度高刚度的锚杆锚索支护系统进行巷道支护设计,井下施工实践证明,这种方法技术经济效益显著,有效地提高了巷道的安全程度。     

高预紧力锚杆在深部煤巷支护中的应用

深部煤巷围岩表现出非线性力学特性,高预紧力锚杆支护能够有效控制深部煤巷的顶板离层,减少围岩破碎区、塑性区范围。数值模拟和现场试验表明,对原支护锚杆增加预紧力后巷道围岩变形得到有效控制,取得了良好的支护效果。     

火成岩侵入区煤层巷道支护方案数值模拟分析

本文以永定庄矿3-5^#层盘区皮带巷为研究对象,针对火成岩侵入区掘进顶板易冒落、锚索锚固效果差等工程问题,对破碎全煤巷进行了支护设计。根据火成岩侵入区巷道优化设计试验段的实际工程情况,建立了合理的数值模型,对掘进期间巷道的支护效果进行模拟分析,确定了最优的巷道支护方案。     

深部全煤巷道锚网耦合支护技术应用研究

支护体与围岩在刚度、强度和结构上的不耦合是影响全煤巷道围岩稳定性的主要原因．为解决这一问题,采用新型的锚网索支护方案对支护参数和支护过程进行优化．计算机模拟结果显示,巷道实施耦合支护方案后,应力集中程度减小,高应力区向深部围岩转移,支护系统可靠性明显增强．优化后的支护方案运用于现场,巷道围岩达到稳定的时间较优化前明显缩短．理论和实践表明,深部全煤巷道通过强化支护和适度让压,充分发挥锚网围岩整体力学效应,可以达到巷道稳定的目的．     

软煤层开拓巷道二次支护技术的研究

软煤巷道围岩强度低,稳定性差。掘巷中为防突,需布置排放钻孔和注水等工艺措施,加大了围岩变形破坏程度。针对软煤巷道变形破坏力学机制,建立了力学模型,提出二次支护锚注耦合技术。实施后,矿压观测表明:巷道变形得到控制,技术经济效益明显。     

大断面软弱破碎围岩煤巷演化规律与控制技术

随着矿井开采深度与巷道断面尺寸的增加,煤巷围岩松软、破碎程度越来越严重,煤巷顶板冒落的危险性增大,大断面煤巷支护与维护难度随之增加。基于煤巷围岩松动圈测试与分析,揭示了大断面软弱破碎围岩煤巷变形破坏特征;采用FLAC3D模拟研究了不同巷道布置方式、顶煤厚度、巷道高宽比及侧压系数等条件下大断面软弱破碎围岩煤巷开挖后围岩变形特征、塑性区演化规律及应力分布特征,为煤巷优化布置、合理支护方案与参数的选取提供了理论依据;针对大断面软弱破碎围岩煤巷变形破坏特征与支护难点,提出了全断面锚网索喷初次支护、高预应力锚索与锚注二次加固组成的"三锚"联合支护技术方案,采用数值模拟分析与相似材料模型试验,验证了该方案的合理性与围岩控制效果,并进行了井下工业性试验。监测结果表明,采用"三锚"联合支护技术,有效地控制了大断面软弱破碎围岩煤巷的大变形与底臌,维持了煤巷围岩与支护结构的稳定及安全。     

东峰煤矿大断面全煤巷道围岩控制研究

依托东峰矿大断面全煤巷道的支护实际,利用理论分析的方法,对巷道跨度对巷道失稳高度以及巷道围岩强度对巷道围岩稳定性的影响进行了详细分析;采用工程类比的方法,设计了该矿大断面全煤巷道的支护参数,并进行了现场应用,通过钻孔窥视与巷道位移监测验证了其合理性。     

弱胶结地层全煤巷道断面优化及支护技术

为了解决弱胶结地层特厚煤层回采巷道支护难题,以鲁新煤矿31101工作面轨道巷为工程背景,在岩石力学试验和围岩特性测试的基础上,研究了不同矢跨比巷道变形破坏特征,得出回采巷道合理的矢跨比为0.2;根据全煤巷道不同区域围岩承载特性,将其划分为非稳定层、亚稳定层和稳定层,提出了以"主控非稳定层、抑制亚稳定层扩展、调动稳定层承载"为核心的锚网索联合支护方案,现场监测表明该支护方案实现了对弱胶结地层全煤巷道的稳定性控制。     

覆岩中硬岩层对岩移参数的影响

本文在整理和分析实测资料的基础上 ,应用数理统计的方法对覆岩中硬岩层对岩移参数的影响进行了研究 ,初步找出了硬岩层在覆岩中所占比例与岩移参数的统计规律     

岩石的非均质性对其材料强度尺寸效应的影响

采用非均质数值试验的方法，研究了非均质参数m对岩石材料强度尺寸效应的影响，提出尺寸效应影响参数η，其值越大尺寸效应越明显.研究表明：随着非均质参数m的增加，尺寸效应影响参数η的值先增加后减小，当m→＋∞时η→0.在m=2附近时η达到最大值，此时的强度尺寸效应最明显.η在1.65≤m≤3范围内变化最为剧烈，所以当非均质参数m在此范围内时，岩石材料的强度尺寸效应在明显和不明显之间变化幅度最大.     

南屯煤矿软岩巷道围岩控制

分析了南屯矿软岩的特征和变形特点 ,采用二次支护理论对软岩巷道进行了支护控制。提出了利用和软岩变形相适应的锚喷网及锚杆锚索控制围岩 ,可充分利用软弱围岩的自支承能力并使其由非稳定逐渐变为稳定状态。合理确定了二次支护的时间及支护参数 ,取得了理想的控制效果     

软岩巷道围岩蠕变滞流效应分析

根据现场围岩变形实测数据,发现软岩巷道围岩蠕变能力随软岩层厚度减少而逐渐减弱的特点,提出了软岩巷道围岩蠕变“滞流效应”的观点。基于软硬岩层间摩擦阻力及围岩质点位移约束应力的作用,分析了“滞流效应”发生的力学机理。利用动态仿真技术得到了围岩发生“完全滞流”所对应的临界条件,给出了临界厚度的确定方法。在上述研究的基础上,较为深入地剖析了“让压”的本质原理,指出了“让压”原理的适用性,补充与完善了 “二次支护”的内在含义。最后借助于现场工业性试验论证了“滞流效应”的研究对巷道支护方案设计的重要性。     

石背岩体成矿特征及其周边找矿远景

从石背岩体的地质特征、化学成分及成矿特征着手,用岩体成矿理论分析岩体及其周边成矿远景.     

半煤岩巷道岩石不升井施工方法

在薄煤层,桃山矿结合具体情况,成功的实践了一种新型的施工方法,即半煤岩巷道岩石不升井施工法,取得了明显的经济与社会效益。     

考虑岩石流变及应变软化的深部巷道围岩变形理论分析

为深入探究岩石流变作用下巷道围岩变形分区机理及弹塑性理论解,基于巷道围岩在流变作用下所能承受的最大应力值应为岩石的长期强度这一重要特性,结合岩体峰后应变软化及扩容特性,推导出巷道围岩四分区应力、位移及半径解析解,并揭示黏聚力软化模量与内摩擦角及初始黏聚力之间的量化关系.通过算例验证该理论的可行性,并分析流变作用下不同围岩力学性质对巷道围岩各分区范围及变形的影响规律.研究表明:围岩流变特性对初始黏聚力的确定有重要影响,考虑流变影响时选取的初始黏聚力与不考虑流变时相比明显偏小;围岩各分区半径随初始黏聚力、内摩擦角增大而减小,因此考虑流变作用时围岩承载能力将明显降低;内摩擦角对围岩各分区范围的影响随着初始黏聚力增大而不断减弱;流变特性对巷道围岩变形的影响随着内摩擦角减小而不断增强.研究成果可为巷道围岩稳定性控制及支护参数量化设计提供理论借鉴.     

Study on high rock slop anchoring technique of large rock engineering

Monitoring data from the Three Gorges Project show that the resulted tensile stresses are mainly distributed within the front section of the internal anchoring section which is often measuring 2.5 m in length. The composition of two early strength cement grout mixes marked as R3350 and R7350 was successfully developed to accelerate anchoring facilities installation and to reduce its intervention with the shiplock construction. It was measured that the ground water pH value in the sidewall slopes of the permanent navigation shiplock during the construction period was close to 8. Based on those characteristics it is concluded that the groundwater is weakly corrosive to steel material and will appear as non-corrosive to the steel wire strands embedded in the cement grout set. The advanced model of 3 MN unbonded anchor cables with double anti-corrosion protection （including the corrugated pipe） is developed to meet the needs of stabilizing the high sidewall rock slopes of the permanent navigation shiplock on the Three Gorges Project.