动力扰动下锚-喷-注一体化围岩加固技术

针对某矿东翼采区上山煤层大巷群受工作面回采扰动影响破坏严重现象,提出了锚-喷-注一体化强化围岩结构、控制巷道围岩稳定性的防治思路。通过理论分析、数值模拟以及实验室对水泥浆液参数测定结果,提出了采用水灰比为1.5∶1的超细水泥浆液对巷道围岩进行分层次耦合注浆加固。现场矿压观测结果表明:锚-喷-注一体化强化技术能够很好的控制受工作面采动扰动影响煤层大巷群围岩的稳定性。     

余吾煤业轨道大巷破碎围岩控制技术

分析了破碎围岩弱面、水蚀、构造应力、大断面等因素对余吾煤业+400 m水平轨道大巷围岩变形破坏的影响,论述了轨道大巷两帮破坏诱发顶板变形的围岩破坏特征,进一步阐述了采用注浆加固减小帮顶围岩塑性区,锚杆支护提高了围岩的自承能力的锚注联合控制技术。矿压观测结果表明,注浆加固围岩弱面后,锚杆锚索初期快速承载,围岩最大表面位移约23 mm,控制效果显著。     

某矿运输大巷锚注加固技术研究

针对某矿运输大巷的破坏状况,论述了锚注加固的机理,分析了大巷的破坏状况及破坏原因,采用了锚注联合支护技术.利用锚杆兼做注浆管,实现"锚注一体化",从而提高岩体自身强度,有效地改变岩体的力学物理性质,实现利用围岩本身作为支护结构一部分,充分调动围岩自承能力,注浆加固后能使普通的端锚锚杆实现全长锚固,提高了锚杆的锚固力和可靠性,有效地控制了大巷的进一步变形破坏,取得了较好的社会和经济效益.     

回采动压巷道一体化防治技术研究与应用

基于余吾煤业东翼采区上山煤层大巷群受采场动压影响破坏严重等问题,提出了锚—喷—注一体化强化围岩结构、控制巷道围岩稳定性的思路,并采用COMSOL有限元数值模拟研究了浆液扩散规律,提出采用水灰比为1.5∶1的超细水泥浆液对巷道围岩进行分层次耦合注浆加固。现场工业试验表明:锚—喷—注一体化强化技术能够很好地控制回采动压影响煤层大巷群围岩的稳定性。研究结果对类似条件下的工程具有一定理论和工程意义。     

煤矿千米深井巷道围岩支护-改性-卸压协同控制技术

针对煤矿千米深井、软岩、强采动巷道围岩大变形难题,以淮南新集口孜东矿350 m超长工作面运输巷为工程背景,分析了巷道围岩大变形、支护构件失效原因;采用理论分析、实验室试验和井下试验方法,从围岩物性劣化、偏应力诱导围岩扩容、软岩结构性流变及超长工作面采动影响等方面,揭示了高地应力与超长工作面强采动应力叠加作用下巷道围岩大变形机理。以此为基础提出千米深井、软岩、强采动巷道支护-改性-卸压协同控制理念,采用数值模拟对比研究了无支护、锚杆支护、锚杆支护-注浆改性、锚杆支护-注浆改性-水力压裂卸压4种方案巷道围岩应力、变形及破坏规律,阐述了巷道支护-改性-卸压协同控制原理。研发出CRMG700超高强度、高冲击韧性锚杆支护材料,研究揭示了锚杆受拉、剪、扭、弯及冲击复合载荷作用的力学响应特征;开发出微纳米无机有机复合改性材料及配套高压劈裂注浆技术;研发出分段压裂水力压裂卸压技术与设备,形成了巷道支护-改性-卸压协同控制技术。基于上述研究成果,提出口孜东矿示范巷道支护-改性-卸压布置方案与参数,并进行了井下试验与矿压监测。监测结果表明,巷道围岩协同控制技术应用后,巷道变形量降低50%以上,锚杆、锚索破断率降低90%,工作面采动应力明显减小,有效控制了千米深井、软岩、强采动巷道大变形。最后,对下一步的研究工作进行了展望。     

软岩巷道高强锚杆辅助锚注支护机理及应用

基于软岩巷道变形破坏规律，对高强锚杆辅助锚注支护加固机理进行了研究分析．采用有限差分软件FLAC^2D，对深部软岩巷道使用普通锚喷支护、高强锚杆支护和高强锚杆辅助锚注支护前后围岩变形破坏规律进行了数值模拟，对锚注支护前后围岩的位移及塑性区的变化情况进行了系统分析，并与现场实测结果进行了对比．结果表明，锚注支护利用锚杆与注浆相结合的方法，显著提高了围岩的强度和承载能力，极大地提高了软岩巷道的支护效果，扩大了锚杆的使用范围，能有效控制软岩巷道的围岩变形，具有显著的经济效益．     

深部巷道锚注支护效果及组合式高强锚注控制技术研究

为明确不同因素影响下锚注控制效果,解决普通注浆锚杆强度低等问题,开展不同支护方案下围岩控制效果数值对比试验,研发一种组合式高强注浆锚杆并进行力学性能测试及现场应用。结果表明:1)当岩体参数强度等级小于1.0或地应力大于25MPa时,锚网喷支护难以满足围岩稳定性控制要求,锚注支护可以有效控制围岩变形破坏。2)随着注浆加固范围增加,锚注支护各部位最大位移量、塑性区呈降低趋势,注浆范围为4～5 m时,位移、塑性区趋于稳定;随着围岩注浆加固强度等级提高,各部位最大位移、塑性区呈显著降低趋势,应力峰值距离巷道周边整体呈缩短趋势,控制效果显著。围岩注浆加固强度等级为围岩参数的1.6～1.7倍时,位移、塑性区和应力峰值位置趋于稳定。3)组合式高强注浆锚杆承载力平均为264k N,约为常规注浆锚杆的5倍,具有"一次施打、控注协同"的支护效果,现场应用表明位移比原方案降低了81%～83%。     

动压巷道锚注支护数值模拟研究

锚注支护将锚杆和注浆加固结合在一起，实现了锚注一体化．通过注浆将破碎围岩胶结成整体，改善围岩的结构及其物理力学性质，提高了围岩的强度，真正实现了围岩本身作为支护结构的一部分，大大提高了支护结构的承栽能力．本文采用大型有限元数值模拟软件ANSYS，对动压巷道锚注支护前后围岩变形破坏规律进行了数值模拟，对锚注支护前后围岩的应力、位移及塑性区的变化情况等进行了系统分析，结果表明锚注支护显著提高了围岩的强度和承栽能力，有效的控制了动压巷道的损伤变形．     

三软煤层巷道破坏机制及锚注对比试验

针对龙口矿区梁家煤矿典型软岩巷道-4606改造开切眼巷道围岩控制难题,通过现场监测和试验,分析原支护方案下围岩变形破坏机制。煤层结构复杂,围岩易膨胀、软化,围岩破坏范围大,拱架变形破坏严重,锚杆支护潜力无法有效发挥是巷道变形破坏的主要原因。支护构件锚固性能试验表明,与注浆前相比,注浆10 d后注浆锚杆拉拔力提高214%,高强锚索提高89%。在此基础上,以锚注支护为核心,实施了U型棚+注浆锚杆,注浆锚杆+高强锚索两种联合支护对比试验方案。结果表明：方案实施后,巷道围岩变形量小于原支护方案59%以上,锚注支护可有效控制该类条件下巷道围岩变形;两种试验方案的围岩整体平均变形量相差6.6%,采用注浆锚杆+高强锚索联合支护方案可替代传统的U型棚支护。     

让压与锚注法在软岩巷道中的研究与应用

神火煤电公司葛店矿-600 m轨道大巷属于典型的软岩巷道,围岩具有大变形、高压力的特点,锚网喷加锚索等常用的支护形式已难以控制巷道围岩.软岩巷道可锚性差是造成锚杆锚固力低和失败的主要因素,提出利用锚杆兼做注浆管,可实现锚注一体化.基于数值模拟和现场观测,采用先让后抗的原则,在合适的时机进行了锚注支护.让压与锚注法在-600 m轨道大巷的应用结果表明:该技术能有效控制软岩巷道围岩的变形,是一个支护的新途径.     

让压与锚注法在软岩巷道中的研究与应用

神火煤电公司葛店矿-600 m轨道大巷属于典型的软岩巷道,围岩具有大变形、高压力的特点,锚网喷加锚索等常用的支护形式已难以控制巷道围岩.软岩巷道可锚性差是造成锚杆锚固力低和失败的主要因素,提出利用锚杆兼做注浆管,可实现锚注一体化.基于数值模拟和现场观测,采用先让后抗的原则,在合适的时机进行了锚注支护.让压与锚注法在-600 m轨道大巷的应用结果表明：该技术能有效控制软岩巷道围岩的变形,是一个支护的新途径.     

三软煤层沿空巷道破坏机制及锚注控制

针对龙口矿区梁家煤矿典型三软地层沿空巷道-4606材料巷围岩控制难题,通过现场监测和试验,分析原支护方案下围岩变形破坏机制。煤层结构复杂,围岩易膨胀、软化,围岩破坏范围大,拱架变形破坏严重,锚杆支护潜力无法有效发挥是巷道变形破坏的主要原因。以锚注支护为核心,实施了U型棚+注浆锚杆+注浆锚索和注浆锚杆+注浆锚索2种联合支护对比试验方案。结果表明：方案实施后,巷道围岩变形量均小于原支护方案37%以上,U型棚+注浆锚杆+注浆锚索联合支护方案中U型棚对围岩的控制作用不明显,注浆锚杆+注浆锚索联合支护完全可以取代传统的U型棚支护。     

强采动大断面煤层巷道破坏特征及协同控制技术

为了解决强采动大断面煤层巷道围岩控制难题,以王庄煤矿9107工作面回采巷道为研究对象,采用现场调查、理论分析和数值计算方法,对回风顺槽变形破坏特征和矿压显现规律分析,揭示强采动大断面煤层巷道围岩失稳机理,提出回采巷道顶板锚杆-锚索、巷帮强力锚杆的协同支护机理和方式,提出优化支护方式、参数,得到回采巷道围岩控制技术.工程实践表明:采用锚杆-锚索耦合支护结构,有效地解决了大断面破碎回采巷道的控制问题.     

南岭煤业近距离煤层采动影响下大巷加固技术研究

针对南岭煤业2214工作面采动影响下,下部4号煤层三条大巷出现明显的失稳破坏,分析其原因,根据大巷围岩的破碎程度及采动影响的剧烈程度将三条大巷划分为不同的区段,以回风大巷为例设计采用让压锚杆和注浆锚杆对采动影响剧烈的巷段进行加固,采用锚网喷对采动影响较大的巷段进行加固。结果表明,在2214工作面采动影响下回风大巷顶板最大下沉量为34.5 mm,围岩稳定性良好,所采取的补强支护措施合理。     

强采动碎裂巷道围岩破坏机理与控制对策

为解决双巷布置形式回采巷道将经受多次采动影响进而诱发围岩碎裂变形失稳的难题,以东梁煤业3101工作面辅助运输巷为工程背景,综合运用现场实测、钻孔窥视、数值模拟及工程实践等多种研究方法对试验巷道围岩变形破坏机理与控制技术进行了系统研究。研究表明:多次采动影响及围岩控制方案缺乏针对性是造成巷道围岩破坏的直接诱因。因此,提出以"三高"支护理念(高强全断面锚网+高强加长锚杆+高预应力强力锚索)为基础的围岩强化控制对策,并经现场工程实践验证可行,确保了强采动巷道围岩在采掘全过程中的安全稳定性。     

深井沿空留巷大变形锚注一体控制技术

在深部强采动应力环境下,沿空留巷变形量大、来压强烈、流变时间长.锚注一体控制技术可以将高预紧力锚索支护与注浆加固有机结合,有效控制围岩塑性区发展,提高围岩强度并修复受损锚固结构.在工作面前后采动影响剧烈区内,围岩内部裂隙发育,承载能力开始降低但锚固支护结构未发生大范围破坏,是注浆加固的最佳时机.在深井沿空留巷中采用锚注一体支护技术可以有效控制围岩变形,实现围岩长期稳定.     

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。     

砌碹大巷失稳机理与控制技术

为解决多次采动影响下砌碹巷道围岩破碎范围广,变形大,难维护等技术难题。综合采用理论分析、数值模拟、工业性试验的方法,研究分析了端氏煤矿3条砌碹大巷在掘巷、一侧采动、两侧采动后围岩应力分布、塑性区分布及围岩变形破坏特征。提出了采用壁后充填、注浆加固与锚杆索支护相结合的联合控制技术。实践表明,联合控制技术可将巷道围岩变形控制在120 mm以内,有效的解决了多次采动影响下砌碹大巷围岩变形大、难维护的问题。     

巷道锚注支护机理分析及应用

锚注支护是将锚杆支护和注浆技术有机的结合在一起,共同作用的支护技术,尤其对松软破碎岩体的支护极为有效,使锚杆和注浆的适用范围得到扩展,提高了对软岩的支护效果。锚注支护既加固了围岩,又为锚杆提供了可靠的着力基础,使围岩强度和承载能力得到显著提高,巷道变形量明显降低,在分析锚注支护机理的基础上,分析了锚注支护特点及适用范围,得出巷道锚注支护可改善锚杆、裂隙面及围岩的力学性能,减小围岩塑性区及巷道位移,提高围岩的稳定性的结论。     

复杂应力条件下巷道围岩变形控制技术

为解决冀中能源东庞矿11采区轨道大巷在复杂应力条件下围岩变形难以控制的问题,基于FLAC~(3D)数值模拟与工程实测,研究巷道围岩在掘巷后、一次采动、二次采动后,围岩垂直应力分布演化规律及变形特征。在此基础上提出了注浆加固与高强度高预紧力锚杆锚索联合支护、合理设置停采线位置的修复方案,并在现场进行了工业性试验,取得了良好的应用效果。