深井软岩大断面硐室二次锚网索耦合支护技术研究

当前我国煤矿深井软岩巷道普遍存在所处地应力水平高、围岩强度低的问题,矿井基建过程中以往大断面硐室采用的混凝土碹、棚式支架及普通锚网支护方式已难以控制围岩的强烈变形,在分析软岩巷道变形特征和以往支护失效机理基础上,针对大断面软岩硐室特点,提出二次锚网索耦合支护技术方案,并成功应用于工程.     

软岩巷道破坏后二次稳定技术研究

矿井软岩巷道破坏严重、支护困难现象普遍存在,新掘巷道稳定性维护和破坏后没有有效的加固修复技术。平煤集团四矿围岩较软,巷道支护难度非常大,因破坏机理不明,采用29U型钢全封闭支架喷浆支护,高强锚杆、锚索加喷网复合支护,以及大弧板和网壳支护等多种高强支护方式,控制巷道变形破坏收效甚微。通过分析软岩巷道破坏特点及失稳机理,采用有效的软岩巷道围岩控制技术,解决了高应力软岩巷道支护难题。     

网壳锚喷支护在软岩巷道中的应用

研究了深井高地应力软岩巷道在其服务期间围岩变形特征与相适应的支护方式,将其划分为微变形、恒速变形与加速变形3个动态支护阶段.进入加速变形阶段时,巷道深部围岩已完成自组织应力平衡,但是浅部围岩已变得极度破碎,一种新型的网壳锚喷支护技术对这一阶段软岩巷道加固有非常好的适应性.研究设计了支护参数,进行了巷道收敛、支架内力的监测以及相关数据分析.结果表明:巷道进入加速变形阶段之后,网壳锚喷支护能够很好的控制软岩巷道变形,适应采动压力的影响,它比传统的支护方式更具有优越性,取得了理想的支护效果.     

软岩巷道锚网支护的研究

通过对软岩的性质特点、软岩巷道稳定性、影响软岩巷道围岩与锚网支架变形的主要因素、软岩巷道的支护原理和变形特点、巷道的锚网支护方案、锚网索耦合支护施工要求、锚网支护失效机制等理论的研究,阐述了煤矿在软岩开采过程中巷道变形量大的情况下的支护方案。对软岩的特性、软岩巷道的稳定性控制原则和方法进行了论述,对锚网索复合支护基于耦合意义上进行了研究,表明了采用锚网索支护是实现有效控制大变形软岩巷道围岩变形的技术措施。锚网索复合支护形式是一种既经济又先进的支护形式,如何在软岩巷道中应用好这种支护形式,无疑具有较高的研究价值。     

深井软岩巷道二次锚网索支护技术

为解决超化煤矿深部软岩巷道支护难度大的问题,采用数值模拟、理论分析和现场观测相结合的方法分析了巷道原支护失稳的主要原因,被动支护不能适应深部高应力软岩巷道围岩的变形。在此基础上提出了控制深部软岩巷道围岩变形的高强稳定型二次锚网索支护技术,其中第一次高强预应力锚网支护及时加固巷道围岩,并与围岩共同形成有效承载结构,第二次锚索补强支护提高支护承载结构的稳定性和承载能力。结果表明:采用二次锚网索支护技术巷道顶底板最大移近量为73mm,两帮最大移近量仅为51 mm,顶底板平均移近速率约1.62 mm/d,两帮平均移近速率约1.13mm/d,有效控制了深井软岩巷道变形。     

深井软岩巷道双套棚灌浆支护技术研究与应用

为解决深井软岩巷道变形大、支护难的问题,以盘江矿区某矿121213工作面运输上山为工程背景,进行深井软岩巷道变形破坏特征及变形破坏原因的研究,得出结论:高地应力、围岩遇水易膨胀变形及围岩承载能力难以发挥是造成巷道变形失稳的主要原因。针对性地提出了双套棚灌浆支护技术,设计一种"锚杆锚索+灌浆+双U型套棚"的复合支护方案,即在锚杆、锚索支护的基础上,在围岩外部两架U型棚之间进行高压注浆,强化围岩承载结构。现场监测结果表明:采用双套棚灌浆支护后,巷道顶板、两帮及底板平均变形速率分别为0.55,0.43mm/d和0.36mm/d,最大变形量分别为145,115,87mm,巷道变形量在可控范围内,有效地控制了深部软岩巷道收敛变形。     

深部软岩应力集中带高强耦合支护技术研究与应用

针对深部应力集中带软岩巷道变形破坏严重,传统联合支护技术难以控制问题,结合鹤煤八矿-655 m水平南大巷返修工程实践,通过理论分析及现场观测的手段,提出设计了锚网梁索与注浆锚索高强耦合支护技术并进行了现场应用,得出锚网梁索与注浆锚索是具有锚网喷支护与注浆加固共同作用的一种耦合主动支护方式,可以改变围岩力学参数,提高围岩强度。工程实践表明:该支护方案可显著提高围岩的强度和承载能力,有效地控制了深部软岩巷道变形,支护效果明显。     

深部软岩巷道卸压支护技术研究

针对深部软岩巷道围岩应力高、松动范围大、围岩变形严重的特点,应用深部巷道围岩控制"内、外承载结构"耦合稳定原理,分析了水井头煤矿-500水平412下山巷道破坏原因,提出了深部软岩巷道卸压支护技术.该技术采用围岩卸压、锚梁网喷支护和U型铜支护控制外承载结构移动过程,采用围岩注浆和锚索加强支护促使外承载结构稳定.现场支护试验表明该技术能够保证巷道围岩的长期稳定,并取得了很好的经济效益.为同类软岩巷道支护提供了借鉴.     

深井软岩大变形巷道全断面卸压支护技术

针对深井软岩巷道长期大变形的特点,提出以"顶帮高预紧力让压锚索+底板卸压槽"为基础的深部软岩巷道全断面卸压支护技术,保证支护结构在提供高强度支护阻力的同时,能够适应围岩变形,避免被过早破坏。以车集矿28采区轨道巷支护工程为例,采用全断面卸压支护技术最终控制了围岩变形,维护了巷道稳定性。     

深部软岩巷道失稳原因与高强全锚注支护试验

针对平煤一矿三水平下延回风上山千米埋深软岩巷道变形量大、围岩整体收缩内敛、变形破坏持续性强的特点,采用理论分析、现场地应力实测等综合研究方法,对影响深井软岩巷道稳定的主控关键指标进行了总结分析,提出了千米深井巷道高强全锚注一体化控制理念。研究表明:三水平下延回风上山围岩变形破坏的主控因素包括:高水平应力、高主应力差、巷道埋深大、围岩松软破碎、巷道跨度效应及原支护方案未能与围岩完全耦合;通过采用高强中空注浆锚杆、高强中空注浆锚索及高强护表组件组合全锚注支护,进行全方位高强耦合控制,实现了锚杆/索锚注一体化、全长锚固及围岩品质增强,现场跟踪监测验证了高强全锚注支护体系适用于千米深井高应力软岩巷道围岩控制,具有较好的推广应用价值。     

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。     

深部巷道破坏特征和掘支技术的实践

张小楼井-1025～1166 m水平巷道穿过软岩冲刷带和断层破碎带、大型构造带复杂地层后,造成巷道变形和破坏,研究了巷道变形和破坏的原因以及特征,并采用扶棚支护技术解决了冒顶问题,采用锚注支护技术解决了巷道变形问题,采用反拱支护技术解决底鼓问题,为今后深部巷道施工支护结构的设计和现场施工提供参考.     

泥质软岩巷道变形机理与控制对策

开滦泥质软岩巷道呈现全断面非线性大变形特征,通过扫描电镜、透射电镜及X射线衍射等微观分析手段,摸清了高蒙脱石含量泥质岩层巷道的软化膨胀机理,对带关键点强化的锁腿支架实施壁后充填、滞后注浆等技术,实现了巷道变形的稳定控制。     

高地应力软岩巷道锚网索拱协同耦合支护技术研究

针对高地应力软岩巷道变形量大、持续时间长、难于支护的问题,以锚网索拱协同耦合支护思路为指导,通过现场钻孔观测、支护参数计算、数值模拟分析,对巷道关键部位锚索二次耦合支护技术进行了研究,提出了合理的支护体系方案。研究结果表明,锚网索拱耦合支护方式可以有效调整深部围岩强度,减小巷道变形量。在试验巷道顶板中线25°左右范围内实施锚索二次耦合,顶板下沉量最大值14.7 mm,两帮移近量最大值57.3 mm,显示了良好的支护效果。     

阳城矿深部复合型软岩大巷破坏机制与支护设计

针对阳城煤矿南翼软岩大巷严重底鼓和断面收缩等非线性流变大变形控制难题,综合采用力学试验、现场测试和理论分析等方法,分析了南翼大巷围岩的地质力学特性和破坏特征;通过建立受二向均布载荷作用下的巷道力学模型,研究揭示了阳城煤矿南翼软岩大巷变形破坏力学机制。结果表明:地应力环境对大巷产生了极为不利的影响;大巷围岩属HJS复合型软岩,节理裂隙发育、松动破坏严重,使得可承载的完整岩层厚度较小是大巷破坏严重的关键因素。基于大巷复杂的破坏机制,提出了以锚注为主体的锚网索喷注联合支护方式,并设计使用了新型的注浆锚索,注浆管+注浆锚索深、浅耦合注浆,取得了良好的现场应用效果,实现了软岩大巷变形的有效控制,为类似巷道工程提供了参考。     

深部软岩巷道围岩稳定控制技术研究及应用

在对某深部矿井典型极软岩巷道矿压显现规律及特点长期现场观测结果分析和室内岩石成分及力学参数测试的基础上,分析并揭示了该矿井典型巷道围岩变形失稳机理。结合现场松动圈测试结果,针对该深部矿井典型极软岩巷道提出了初期采用主动柔性支护对破碎围岩力学性能“固”、中期预留变形量对高应力“卸”、后期采用全断面高强度和高刚度支护对其流变变形强“抗”的刚柔耦合动态加固技术。通过在该矿区集中胶带巷进行工业性试验,验证了该加固技术对深部极软岩巷道大变形具有很好的控制作用。     

软煤层综放沿空巷道支护技术研究及其应用

根据松软厚煤层沿空巷道围岩变形破坏特点，对顶煤中似连续体和不同承载情况下支架的稳定性分别进行理论分析，并运用数值方法对不同支护技术条件下围岩应力分布和变形破坏情况进行模拟，优化支护参数，提出合理支护措施——U型钢支架顶部锚注充技术。现场工业性试验表明，该支护技术满足工程要求，具有良好的经济和社会效益。     

深部软岩巷道锚喷注强化承压拱支护机理及其应用

针对深部软岩巷道围岩总变形量大、收敛速率快、持续变形时间长以及支护系统损毁等矿压显现特点,分析了复杂应力场和高渗透压作用下的变形破坏机制,并结合深部巷道的"应力恢复、围岩增强、固结修复和主动卸压"控制原则,提出了集密集高强锚杆承压拱、厚层钢筋网喷层拱和滞后注浆加固拱于一体的锚喷注强化承压拱支护技术,并阐明其成拱及强化支护的机理。结合现场地质生产条件采用理论计算、数值模拟和工程类比法综合确定试验巷道围岩支护方案,并进行现场应用。现场实践表明,采用锚喷注强化承压拱支护技术后,巷道围岩总体变形量较小,围岩收敛率从扩刷修复前的2.6 mm/d降至0.56 mm/d,且支护系统亦无开裂损毁现象发生,实现了对深井软岩巷道的有效控制。     

极软岩层巷道围岩控制机理及支护技术

为了探讨极软岩巷道围岩合理的控制方法,根据牛马司矿业公司水井头煤矿412下山地质构造条件和围岩特征,采用现场观测、X射线衍射图谱分析和钻孔窥视仪观测,分析了极软岩层巷道的岩石矿物成份、变形机理和破坏原因,提出了高阻让压、大刚度、高强度耦合支护技术,并运用FLAC2D进行数值模拟,结果表明采用大刚度、高强度耦合支护是可行的.根据现场监测数据和耦合支护原理,确定了合理的各支护环节耦合支护时间,工程实践表明,该技术能够软岩有效的控制极软岩巷道围岩的强烈变形,保证巷道的稳定,为解决类似条件的极软岩巷道支护问题提供了新的思路.     

鹤壁十矿倾斜煤层回采巷道锚网索钢带耦合支护技术研究

 摘 要：膨胀性软岩倾斜煤层回采巷道的支护历来十分困难,采用传统的支护形式很难控制住巷道围岩的变形。本文结合鹤壁十矿1202中工作面的工程实例,分析了倾斜煤层膨胀性软岩回采巷道的破坏原因,并有针对性的提出了锚网索钢带耦合支护技术,并在工程中得到了验证。同时分析了其在类似巷道支护中的可适用性。