松动圈测试技术在大断面煤巷支护设计中的应用

常村煤矿23区运煤巷是净断面为24.5m2的大断面巷道,采用松动圈测试技术来验证23区运煤巷锚杆支护参数是否合理.通过对测试结果的对比分析得知巷道围岩松动圈的大小主要受地应力和围岩强度的影响,而巷道断面的增加对松动圈的大小影响不大,23区运煤巷的锚杆支护长度较为合理.     

空心包体应力计和松动圈测试仪在煤矿测量中的联合应用

煤矿的安全开采十分重要,地应力资料和围岩松动圈的范围是煤矿开采的宝贵地质勘探资料,针对谢桥矿区西翼进风大巷,采用空心包体应力计和BA-Ⅱ型松动圈测试仪对巷道进行地应力测量和围岩松动圈测试。结果表明:该处是以水平应力为主导的高地应力场,巷道的松动圈范围为200~210 cm属大松动圈的Ⅳ-Ⅴ类围岩。针对此地应力场特点提出采用三心拱断面和锚、网、索、注的支护形式。     

松动圈测试技术及其在巷道支护中的应用

为了研究注浆对破碎围岩巷道支护条件的改善情况,进行了围岩松动圈测试,对松动圈大小进行测定,并根据不同支护形态下巷道围岩松动圈的大小对比支护效果及实施支护后巷道围岩稳定性。结果表明,围岩碎胀变形量与松动圈大小和支护情况密切相关;注浆后松动圈厚度明显减小,未注浆段松动圈厚度为1.5 m,注浆段仅为0.4 m;松动圈大小不仅与围岩的岩性、构造、巷道断面情况等有关,还受到巷道所处范围内地应力及具体施工的影响。     

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济二矿巷道围岩松动圈测试研究有成果　　兖州矿业 (集团 )公司济宁二号煤矿和山东省煤炭科学研究所合作 ,对该矿巷道围岩松动圈进行了测试 ,并研究了围岩松动圈的影响因素及其形成和发展的规律 ,为实现采准巷道锚杆支护和全矿巷道支护的锚杆化提供了条件。测试和研究表明 :该矿巷道围岩松动圈属大、中松动圈 ;由于煤层埋藏深、地压大 ,巷道开挖后压力释放快 ,巷道围岩松动圈在开挖后即可达到 1ｍ左右 ,因此要特别重视临时支护 ;巷道围岩松动圈受到围岩强度、地应力等因素的影响 ,支护方式的不同也影响松动圈的大小 ,及时支护以提高初锚力对…     

含软弱夹层巷道围岩失稳机理及控制技术研究

为解决滇西某铅锌矿在转向深部开采过程中面临的巷道变形失稳加剧与支护结构破坏严重等问题,通过岩石矿物成分分析、地应力测试和松动圈测试分析围岩失稳机理,建立数值模型分析开挖后和现有支护下围岩变形情况。发现研究段属于高应力作用下的急倾斜薄层状破碎岩体,巷道薄弱部位为软弱夹层区域,根据围岩松动圈理论,提出了锚喷+薄弱部位补强+全断面钢拱架主被动联合支护的优化方案,有效控制了围岩变形破坏。研究结果为类似大埋深、高应力、含软弱夹层巷道围岩的稳定性控制提供了借鉴。     

急倾斜煤层巷道变形特征及控制研究

针对急倾斜煤层高应力条件下巷道围岩易出现较大变形的问题,通过FLAC3D数值模拟分别对原支护静力和动力作用下围岩变形破坏规律进行了分析,采用声波法和钻孔窥视法对+475m水平B3+6煤层两巷道进行了松动圈测试。研究表明:巷道围岩变形的主要影响因素为巷道成形后形成的二次应力、顶底板岩性、采动扰动;围岩松动圈为1.6~3m,局部区域最大达到5m。基于数值模拟和松动圈测试结果,对乌东煤矿巷道支护参数进行了优化调整,形成了急倾斜特厚煤层高应力条件下锚网索支护为主、局部应力集中区U型钢金属支架补强支护为辅的巷道支护体系,通过优化采掘布局,降低巷道受上分层综放工作面回采扰动频次,提高巷道支护强度。     

深部延伸巷道围岩松动圈的探测与分析

围岩松动圈形态和变化范围是巷道围岩稳定性评价与支护的重要参数之一。为了探究高应力软岩巷道围岩松动圈变化特征,以裴沟煤矿深部42采区为地质背景,采用地质雷达方法通过现场实测,获得了深部延伸42采区轨道下山沿线典型区段两种主要岩性断面松动圈的主要量化参数,发现泥岩和灰岩两种不同岩性巷道围岩松动圈对应位置范围具有较大差异性。研究结果对42采区巷道围岩支护类型的选择及安全生产具有较强的参考价值。     

晋华宫矿沿空巷道卸压释能耦合让均压支护技术

针对晋华宫煤矿近距离煤层巷道高应力叠加强开采扰动诱发的大变形难支护问题,采用钻屑法及钻孔窥视法对巷道围岩进行现场测试,获得了围岩应力分布及松动圈发育特征;在此基础上提出了卸压释能+耦合让均压支护技术方案,并开展现场工业性试验。结果表明：煤柱帮应力峰值高于实体煤帮;煤柱帮低应力区(卸压区)主要集中在4 m以内,表现出大松动圈特征,高应力区主要集中在6～10 m。钻孔卸压释能方案有效缓解了围岩集中压力,将应力峰值转移至围岩深部,耦合让均压支护结构有效控制了浅部松动圈破碎围岩变形。     

RSMSY5(N)声波仪在巷道围岩松动圈测试中的应用

介绍了RSMSY5(N)声波仪测试原理、测试方法及过程。以黄陵2号矿采区巷道围岩松动圈演化规律研究项目为例,对测试结果进行分析,得出了巷道松动圈范围。实践证明,应用RSMSY5(N)声波仪对巷道围岩松动圈进行测试,能够得出巷道围岩测孔与波速变化规律,为围岩松动圈范围及锚杆支护参数确定提供可靠依据,具有较高的工程实用价值。     

高地应力区域围岩探测及支护技术

为获取深部围岩状况和地应力数据,以制定合理的支护方案,采用钻孔全景数字化探测分析技术对围岩结构进行了探测分析,采用流变应力恢复法对围岩应力进行了长期测试,获取了地应力数据,采用跨孔声波法对围岩松动圈情况进行了测试,获取了围岩及应力分布特征,探索了围岩破坏机理。并在现场采取锚网索、注浆锚索等多种支护方式,确定了适合一矿地质条件的支护方案和支护参数,保证了深部巷道支护效果,一定程度降低了支护和巷修成本。     

不同支护结构对深部巷道围岩变形的影响

随着煤矿开采深度的不断增加,围岩变形特征更加复杂。基于ANSYS数值模拟软件,研究4种不同支护条件下深部巷道围岩的变形情况,研究结果表明:30 MPa原岩应力作用下,联合支护产生的水平位移和垂直位移都要比其他支护小,变形影响区域也最小,最为适合围岩地质条件较差的巷道。     

深部软岩巷道围岩变形特征及数值模拟分析

针对深部煤矿开采条件下软岩巷道围岩出现持续流变时间长、变形大、地压高、巷道难以维护等特点，首先分析了深部软岩巷道变形特征，采用FLAC^3D数值模拟软件，分析了不同埋深条件下巷道围岩垂直应力分布、水平应力分布以及巷道围岩塑性区扩展规律。研究得出，深部软岩巷道的围岩岩块呈松散破碎形态，相互翻转和滑移，岩体的模量和强度低；随着巷道埋深的逐渐增加，巷道围岩应力集中系数逐渐减小，巷道垂直、水平应力峰值逐渐变大，塑性破坏范围扩展速率逐渐增加。研究为深部软岩巷道支护提供理论基础。     

高应力破碎岩体中巷道支护技术的应用与研究

金川矿区不良岩层较多,岩体结构面十分发育,岩体整体强度低,地应力大。巷道掘进后围岩变形量大,变形速率快,支护体破坏严重,其中40%的开拓巷道需在半年内重新进行返修。基于高应力破碎岩体及采矿过程的扰动影响,主要叙述了包括高强度锚杆锚索支护、底部钢管梁支护及早期强度最大化等巷道支护新工艺、新材料的施工技术措施,对支护参数等相关技术问题进行了分析探讨,提出了提高岩体强度、支护体强度及确保巷道稳定性的有关技术措施,提高了岩体自身的承载能力,加强了巷道的整体稳定性。     

深部采场开采扰动下巷道围岩松动圈演化规律研究

深部开采过程中，经常会遇到采场周边巷道围岩支护失效、巷道破坏等问题。为改善支护效果，采用声波测试技术研究阿舍勒铜矿深部采场开采过程中的巷道围岩损伤规律，着重分析与采场不同距离处巷道围岩损伤程度的差异。结果表明：深部采场开采扰动对周边巷道围岩松动圈厚度有明显影响，随着开采扰动次数增加，各测孔处的巷道围岩损伤均出现了不同程度增长；采场开采过程中，随着与采场距离的增大，开采扰动对岩体的损伤逐渐减小。阿舍勒铜矿深部采场开采下盘应力集中区距下盘采场边界距离为20~25 m；距离采场下盘最终边界25 m处的测孔开采扰动累积损伤增量小于开采前损伤量的20%。采场开采扰动前，巷道围岩松动圈与巷道位置无关，阿舍勒铜矿50 m中段巷道围岩松动圈厚度为1.4~1.7 m；开采扰动后，采场附近巷道围岩松动圈厚度为1.6~2.0 m。研究成果对于改善矿井支护效果、降低支护成本有一定的参考价值。     

深部采场开采扰动下巷道围岩松动圈演化规律研究

深部开采过程中，经常会遇到采场周边巷道围岩支护失效、巷道破坏等问题。为改善支护效果，采用声波测试技术研究阿舍勒铜矿深部采场开采过程中的巷道围岩损伤规律，着重分析与采场不同距离处巷道围岩损伤程度的差异。结果表明：深部采场开采扰动对周边巷道围岩松动圈厚度有明显影响，随着开采扰动次数增加，各测孔处的巷道围岩损伤均出现了不同程度增长；采场开采过程中，随着与采场距离的增大，开采扰动对岩体的损伤逐渐减小。阿舍勒铜矿深部采场开采下盘应力集中区距下盘采场边界距离为20~25 m；距离采场下盘最终边界25 m处的测孔开采扰动累积损伤增量小于开采前损伤量的20%。采场开采扰动前，巷道围岩松动圈与巷道位置无关，阿舍勒铜矿50 m中段巷道围岩松动圈厚度为1.4~1.7 m；开采扰动后，采场附近巷道围岩松动圈厚度为1.6~2.0 m。研究成果对于改善矿井支护效果、降低支护成本有一定的参考价值。     

近距离煤层下组煤回采巷道围岩破碎机理及加固技术研究

为解决近距离煤层下组煤回采巷道围岩破碎、支护体失效等问题,以沙坪煤矿为工程背景,采用数值模拟和理论分析相结合的研究方法,分析了近距离上组煤采空区下底板岩层的应力分布规律及下组煤回采巷道变形破坏特征;在此基础上,提出了以注浆加固为主,锚杆支护为辅的深浅孔层次全断面注浆与锚杆联合控制技术,并成功应用于工程实践。工程实践结果表明:所提出的深浅孔注浆与锚杆联合控制技术实现了近距离煤层下组煤回采巷道的全方位加固,试验区域内顶板累计变形量在50mm左右,两帮累计变形量在140mm左右,巷道围岩结构较为完整,无松动破坏,有效地解决了近距离煤层下组煤破碎围岩巷道支护难题。     

大倾角煤层动压巷道矿压显现规律及支护优化

针对3695回风巷受上工作面采动动压影响下巷道矿压显现剧烈的问题,基于3695回风巷所处的工程地质条件,运用FLAC3D数值模拟软件研究大倾角动压巷道在采动前后围岩的应力环境及塑性区范围.结果显示,受采动影响后,巷道顶板及左帮围岩垂直应力明显增大,巷道塑性区进一步范围扩大,围岩变形破坏严重.根据原有支护系统问题,提出了...     

大松动圈下锚固承载层支护效应的弹塑性解

对于大松动圈围岩巷道,锚杆和围岩共同作用在松动圈内部形成了“锚固承载层”。为研究大松动圈下“锚固承载层”对巷道围岩应力分布的影响,通过理论推导和实例分析,认为“锚固承载层”在极限平衡状态下对塑性区提供的支护强度[pid]由锚杆支护强度[pi]和锚固承载结构强度两部分组成,根据支护强度[pi]和锚固层厚度b的关系提出了“锚固界限厚度”概念。对于松动圈外的围岩,将巷道周边的应力分布进行了重新计算并与传统的Finner-Kastner解进行了比较。研究表明：承载结构在巷道稳定性控制中占据主导作用,支护强度和承载结构协调作用更有利于巷道维护,修正Finner-Kastner解可为深部巷道围岩支护机理研究以及巷道支护参数设计提供理论依据。     

保国铁矿软岩巷道支护方式的数值模拟研究

保国铁矿地下矿山软岩巷道围岩地质条件复杂,下盘围岩破碎,抗压强度低,遇水极易破碎、膨胀产生变形破坏,严重影响了矿山的开采和运输。为减缓该矿铁蛋山矿区地下开采过程中的巷道围岩变形破坏程度,提高地下工程的稳定性,保持矿山安全高效生产,对+35 m水平分段巷道进行变形监测,并采用FLAC3D软件进行数值计算,分析了保国铁矿软岩巷道在不同支护方案下,无底柱分段崩落法沿脉运输巷道围岩的位移与塑性区等情况。结果表明：在重点破坏区域采用多支护手段联合支护方案,可显著提高该矿软岩巷道围岩强度和承载能力,有效遏制动压软岩巷道破坏趋势。