深井返修巷道动态支护技术研究

为了更好地解决深井高应力、破碎围岩巷道反复返修问题,基于巷道工程环境和变形破坏特征,提出了高强锚网喷支护配合锚索补强,适时采用注浆锚杆浅部注浆和注浆锚索深部注浆加固的动态支护方案,并给出了详细的技术参数。工业性试验表明,该支护方式能够限制巷道围岩的持续变形,提高围岩的整体性和承载能力,保证巷道围岩和支护结构长时间内的稳定。     

破碎围岩锚注扩散加固机制研究与应用

随着煤炭开采深度的增加,高地应力、复杂地质构造和巷道围岩松散破碎现象逐渐增加,锚注作为该类巷道治理中常采用的支护手段,在该类巷道治理中取得良好的控制效果,而锚注浆液的扩散及加固规律作为锚注研究的重要依据,相关研究目前还比较缺乏。本文以巨野矿区千米深井赵楼煤矿为工程背景,通过现场注浆前后普通锚杆拉拔力试验,定义锚注有效加固区,得到锚注有效加固区的陀螺形分布规律。在此基础上,开展不同注浆锚杆布设条件下的数值模拟试验,分析注浆锚杆长度和间排距对锚注加固效果的影响规律,提出基于现场锚注扩散试验和数值模拟研究的锚注支护设计方法,并在赵楼煤矿5302轨道巷破碎围岩锚注支护设计中进行应用,有效控制了围岩变形。     

锚网喷注支护技术在新兴煤矿的应用

深部软岩巷道具有较大变形特征,只采用一种支护方式难以控制岩巷的变形。锚网喷支护与注浆加固围岩工艺是建立在加固围岩自身强度使围岩自身成为支撑体的锚喷支护理论之上的一种新的支护工艺,是一种共同作用的耦合主动支护方式,可以改变围岩力学参数,提高围岩强度。文章结合新兴煤矿施工三水平南二石门变电所及联络巷的工程实践,分析了注浆加固围岩的工程特点,经工程应用表明,注浆加固技术显著提高了围岩的强度和支撑能力,解决了深部软岩巷道变形的问题。     

破碎围岩巷道锚注支护参数优化及应用

针对新河矿业730采区南部轨胶联络巷围岩松散破碎、变形严重情况,利用Comsol Multiphysics有限元分析软件探讨了不同注浆参数对浆液扩散的影响;并在此基础上,研究不同注浆锚索布置形式对注浆效果的影响。结果表明：浆液扩散半径会随着注浆压力增大、注浆时间延长而逐渐增大,每增大1 MPa注浆压力浆液扩散半径平均增长率为30.95%,每延长1 min注浆时间,浆液扩散半径平均增长率为25.67%;注浆锚索的布置形式决定了注浆加固圈的范围,当采用“六边形”布置方式时,其注浆加固圈范围相对较大,且顶板两侧不会出现漏浆的情况。基于数值模拟结果,确定了新河矿业南部轨胶联络巷锚注支护的注浆压力为4 MPa、注浆时间为8 min,注浆锚索布置方案为“六边形”式。工程应用表明：优化后的注浆参数有效地控制了巷道围岩的变形与破坏,取得了良好的工程效果,同时也为此类巷道的注浆加固提供了有效依据。     

深埋巷道耦合注浆浆液扩散范围及加固特性研究

围岩破碎的深部巷道存在围岩强度不足、底鼓严重等问题，亟需有效的支护手段进行巷道围岩加固。借助COMSOL数值模拟软件，构建巷道耦合注浆加固的注浆扩散模型，以压力等值面作为注浆扩散指标，得到了不同注浆加固方式下的注浆扩散范围，并将所得注浆扩散范围模型导入3DEC进行注浆加固特性研究；以王家岭煤矿12101工作面运输巷围岩加固为工程背景，研究了运输巷原支护方式和深浅孔-高低压耦合注浆加固的不同加固效果。结果表明：该注浆扩散范围划分方式合理，能较好地满足工程实际；与原支护方式相比，采用耦合注浆的支护方式对巷道进行加固后巷道安全性得到较大程度的提升。     

煤矿巷道维修中注浆对初次支护的作用分析

针对目前煤矿生产中有一些使用年限较长的巷道由于初期支护强度、方式不合理,或者受采掘影响,导致巷道变形破坏严重,其浅部围岩已经完全破坏,裂隙也逐步向围岩深部扩展,常规的支护手段已经没有支护基础等问题,通过数值模拟软件UDEC模拟分析注浆对变形破坏巷道的原锚索支护的影响,以及对改善破碎围岩状态的作用。得出通过注浆可改善原有锚杆（索）支护的作用、改变围岩的状态,为后期的扩巷、加固提供可靠的基础。在此基础上提出对破坏巷道采取注浆后打设锚索的加固方案来解决五阳煤矿76架空人车巷的修复加固问题,修复后围岩收敛变形率不大于5%。     

深井破碎围岩巷道“三锚”动态迭加支护技术研究

为了更好地解决深井极破碎围岩巷道难支护问题,基于赵庄煤矿管子道的地质条件和变形破坏特点,提出了由初次高性能锚网喷支护和二次锚注支护组成的"三锚"动态迭加支护技术方案,并给出了详细的技术参数。研究结果表明:通过全断面注浆预加固、高性能锚网架喷支护、二次注浆加强支护以及底角和底板锚注加固,可形成积极有效的全断面锚注支护结构和多层组合拱(梁)结构,实现与巷道围岩的共同承载,提高了支护结构的整体性和承载能力,能够保证巷道围岩和支护结构较长时间内的稳定。     

空间近距离交错巷道围岩应力分布及控制技术研究

为解决近距离空间交错巷道围岩控制及支护难题,结合交错巷道围岩物理力学性质,通过理论和数值模拟分析了空间交错巷道围岩应力分布特点,提出了“锚网索+U型棚+喷浆支护+注浆加固”的过上伏巷道联合支护方式。通过现场观测结果,该支护方式能有效控制交错巷道围岩变形,保证上下位巷道稳定性,为类似工程提供了借鉴意义。     

复杂地质构造区域软岩层巷道围岩控制技术研究与应用

以软岩层矿井复杂地质构造区域巷道掘进与围岩控制为工程背景,在对巷道围岩应力环境、岩体强度、围岩内部裂隙发育状况详细测定和围岩可锚性试验的基础上,提出"强力锚杆初始支护+破碎围岩注浆加固+高预应力锚索加强支护"的巷道围岩控制技术。实践表明,强力锚杆支护系统与破碎围岩注浆加固相结合的围岩控制方式,是解决复杂地质构造区域软岩层巷道围岩控制难题的有效途径。     

15212工作面回风顺槽松软破碎围岩加固研究

以游仙山煤矿15212工作面回风顺槽松软破碎围岩加固方案为工程背景，采用数值模拟和工程实践的方法对回风顺槽注浆加固及巷道支护方式进行研究，确定注浆压力为4～6 MPa时浆液扩散半径达到工程应用的程度，且注浆液扩散半径对注浆压力的变化并不明显，并设计了锚杆锚索及W形钢带进行联合支护。巷道变形量监测结果表明，在工作面及超前压力影响范围内巷道变形量最大，两帮最大变形量为246 mm，顶底板最大变形量为700 mm，顺槽累计变形量较小，达到加固巷道、减小变形的目的。     

基于FLAC3D的破碎围岩巷道支护效果分析

为了解破碎围岩分别采用锚杆支护、锚喷支护以及锚喷+锚索耦合三种支护方式下的支护效果,进而为破碎围岩巷道选择合理的支护方式提供参考。通过借助FLAC^3D软件建立数值模型,分析不同支护条件下的破碎围岩巷道位移量、应力分布以及塑性区的时空演化特征。结果表明,采用锚喷+锚索耦合支护时,可以较好的控制巷道围岩的位移量、减小应力集中效应、缩小塑性区的影响范围。     

高应力深部巷道围岩变形特征与控制技术研究

分析了高应力深部巷道围岩变形特征与控制技术，采用FLAC^3D数值模拟软件，分析了巷道垂直位移变化规律以及围岩塑性区扩展规律；依据高应力深部巷道围岩变形特征，设计了以锚注为主要支护方式的耦合支护体系，并对改良后的支护方式进行了验证。研究得出，采用锚注和高强度预应力锚杆耦合支护方案，巷道围岩变形得到了有效控制。     

基于FLAC3D的节理岩体巷道锚注加固数值模拟

通过对节理面锚注加固抗剪切强度的力学推导,得出锚注加固在节理岩体巷道中的作用机理以及锚杆和注浆的联合应用增强和加固了围岩的支撑能力。通过FLAC^3D大型数值模拟软件,对节理化软岩巷道未支护、锚注加固时的岩体巷道围岩进行数值模拟分析研究,锚注加固对于改善节理化软岩巷道围岩的受力状况、限制巷道围岩变形量具有重大的作用,对节理裂隙岩体进行锚注加固是一种有效的节理岩体支护方法。     

深部矿山破碎围岩巷道控制技术研究

当矿山资源埋藏深度在500 m以上时,地压增大,深部开采容易诱发冲击地压等地质灾害。通过实验室岩石力学实验,采用巴顿岩体质量分类评价方法对某深埋矿山回采巷道围岩进行合理分类,可靠地评价围岩稳定性,选择合理开挖方法和支护形式,为支护设计、施工和管理提供科学的依据,可以有效地预防冲击动力灾害的发生。结合工程实际和FLAC^3D数值模拟软件,对某矿破碎围岩矿体回采巷道塑性区范围分布规律进行研究,以便对锚杆支护参数进行优化。研究成果的应用可减少深部开采冲击等动力灾害发生,为大采深破碎围岩矿体安全高效开采提供理论依据。     

复杂条件下大断面硐室围岩稳定性控制研究

针对陈四楼煤矿九采区复杂地质条件下大断面硐室围岩经常大面积严重破坏且围岩稳定性控制难度不断增大的问题,采用现场调查、试验研究和数值模拟的方法,分析了硐室围岩变形破坏特征,提出了锚杆锚索协同支护控制技术。采用数值模拟软件FLAC^3D对锚杆锚索支护后硐室围岩的水平应力场、垂直应力场及破坏场分布进行模拟,结果表明:硐室围岩支护效果良好,硐室能保持长期稳定。对类似条件下大断面硐室支护具有一定的指导意义。     

基于高强锚注支护技术的巷道稳定性研究

为了对巷道进行有效支护，研究了高强锚注支护对巷道稳定性的研究，分析了高强锚注支护系统，主要是对新型中空注浆锚索、中空注浆锚杆、水泥注浆添加剂以及施工设备的分析。采用FLAC^3D数值模拟软件，分析了不同锚注条件下塑性区、应力分布，并进行了现场试验。研究得出，高强锚注支护能够有效控制巷道围岩。     

8603工作面回采巷道支护方案优化及数值模拟

针对深部软岩巷道围岩变形量大,传统支护结构失效的问题,以煤峪口矿回采巷道为研究背景,综合应用数值模拟和工程实践对原支护方案下巷道破坏特征进行分析,提出采用中空注浆锚索进行补强支护,并采用FLAC3D分析了两种支护方案下巷道围岩的收敛量以及应力分布情况,得出了优化支护方案能够有效控制巷道围岩破碎程度,并通过工程实践得到验证。     

动压影响下盘区胶带机头硐室破碎围岩加固技术

详细调查成庄矿二盘区胶带机头硐室生产地质条件、支护现状和变形破坏特征;运用FLAC^3D建立三维数值模型,分析硐室随着相邻工作面的推进三维空间围岩应力场分布状况,以及不同尺寸保护煤柱条件下工作面采动对巷道群应力集中的影响,揭示了原有锚杆支护失效原因。针对动压影响硐室变形实质是围岩内部产生裂隙及其扩展、张开的特点,提出先注浆充填修复围岩结构完整,增强围岩自身承载能力,后采用强力锚索支护控制锚固区围岩的二次离层,在锚固区内形成次生承载层提高其围岩稳定性的加固原理。基于上述原理设计加固方案应用于盘区胶带机头硐室巷修工程,试验表明:采用围岩表面喷浆封闭堵漏和浅深孔注浆相结合的加固技术,不但有效控制了胶带机头硐室的失稳破坏,还限制了围岩的长期流变,从而确保了硐室的长期稳定。     

基于FLAC3D的深部巷道支护围岩稳定性研究

为了验证某煤矿巷道支护设计是否满足矿井支护要求,采用FLAC^3D数值模拟软件,研究了巷道周围煤岩体应力分布、巷道周围煤岩体塑性区分布、巷道周围围岩体变形规律以及巷道支护中锚杆、锚索轴向力分布。研究得出:巷道顶底板围岩变形为31 mm,巷道两帮变形量为22 mm,巷道右侧锚杆受力明显大于巷道左侧锚杆受力,巷道围岩出现失稳破坏。因此,在进行最终巷道设计时,应增加锚杆、锚索的抗拉强度及减少锚杆、锚索的间排距,从而达到巷道围岩的稳定性,保证矿井安全生产。     

深部高应力软岩巷道支护技术研究

浅部传统支护强度难以满足深部巷道高应力要求。本文分析了薛村矿三水平变电所深部软岩巷道围岩变形破坏特征及影响因素,运用FLAC3D软件模拟了传统锚网索支护与锚网索喷+注浆加固支护两种支护方式。巷道围岩收敛变形监测表明,运用锚网索喷与注浆加固相结合的支护方式能够有效控制深部软岩巷道围岩收敛变形。