深井穿断层破碎带软岩巷道围岩控制技术研究

在总结刘庄煤矿穿断层破碎带软岩巷道围岩破坏特征的基础上,分析了巷道围岩破坏原因,并结合该矿东一轨道大巷施工难点,提出了巷道围岩分步耦合支护技术方案,包括预留巷道围岩变形量、初次锚网索喷耦合支护、滞后围岩注浆加固及帮角和底板锚注加固。现场工程实践表明,采用分步耦合支护技术,巷道拱顶最大下沉量为38mm,两帮最大水平位移量为122mm,底鼓最大位移量为193mm,有效解决了刘庄煤矿深井软岩巷道穿断层破碎带施工围岩稳定控制难题。     

高应力破碎泥岩巷道变形破坏模式及控制技术

针对某矿高应力破碎泥岩运输巷变形大、持续时间长、支护结构局部失效的工程难题,分析了巷道围岩变形破坏特征,确定了其变形破坏模式为典型的深部高应力流变软岩大变形破坏模式;在原支护方案的基础上,提出了"锚喷+高强锚网索"和"锚注喷+高强锚网索"2种优化方案,并采用FLAC3D软件数值模拟了2种优化方案的位移场与塑性区分布情况。工程实践表明:采用"锚注喷+高强锚网索"联合支护方案后,顶板最大下沉量为32.4 mm,底鼓量为53.7mm,两帮移近量为22.5 mm;拱顶、两帮及拱肩位置锚杆最大轴力分别为其极限破断载荷的85.16%、52.9%和73.55%,有效控制了巷道围岩有害变形。     

大采高软岩巷道底鼓机理及控制技术研究

针对晋煤集团赵庄煤矿3#煤层回采巷道出现严重底鼓情况,通过对围岩破坏机理和影响巷道底鼓的各种因素的分析,确定巷道底鼓主要是由巷道围岩应力大和支护不合理造成的;随后提出顶板和两帮采用锚网索加强支护,底板采用锚注技术或锚注+卸压槽联合支护2种方案。通过FLAC~(3D)软件数值模拟巷道塑性区和位移场的变化情况,分析了底锚杆、卸压槽分别对巷道围岩的影响。     

深孔高强锚注技术在深井巷道修复中的应用

为研究深孔高强锚注加固技术在深井巷道修复中所发挥的作用,基于淮南潘一矿东区11-2采区轨道上山实际地质条件,辅助电子窥镜观测技术对该区域支护失效及围岩破坏原因进行分析,提出采用深孔高强注浆锚索进行巷道修复的技术方案。通过采用多点位移计、电子窥镜等观测手段进行监测,结果表明:深孔高强锚注加固技术能够有效控制巷道围岩变形、充填破碎围岩;采用锚注支护后,巷道顶板及两肩窝变形量最大约为1~2mm,巷道变形得到了有效控制;深孔高强锚注加固技术对松动范围和松动程度都比较大的应力集中区巷道围岩具有良好的加固修复作用。     

云驾岭矿大倾角松散煤巷支护技术

基于云驾岭煤矿12801运输巷道地质条件,分析了原巷道支护的不足,提出了弧形巷道锚注一体化加固方案。结果表明:弧形顶板断面克服了非对称集中应力对围岩的破坏,一次锚网支护和二次煤帮注浆加固提高了围岩强度及其自承能力,顶板下沉量控制在0~55 mm,两帮位移量控制在400~660 mm之间,保证了巷道稳定。     

孟家窑煤矿11505特厚煤层工作面回采巷道围岩控制技术研究

为保障11505运输顺槽围岩的稳定,根据巷道赋存特征,采用FLAC3D数值模拟软件进行锚杆支护合理参数的模拟分析,确定顶帮锚杆长度分别为2 600 mm和2 400 mm,顶角锚杆与帮角锚杆的安设角度分别为75°和25°,基于锚杆支护参数的模拟结果进行巷道锚网索支护方案的具体设计,并在巷道掘进期间和工作面回采期间进行围岩变形量的监测分析。结果表明:11505回风顺槽在该种支护方案下,巷道掘进期间及工作面回采期间围岩变形量均较小,满足回采巷道的使用要求。     

煤矿千米深井巷道松软煤体高压锚注-喷浆协同控制技术

针对煤矿千米深井巷道松软煤体大变形难题,以中煤新集口孜东矿大采高工作面运输巷为工程背景,分析巷道松软煤帮变形破坏特征及支护结构破坏、失效形式;采用井下试验和数值模拟相结合的方法,从锚杆锚索锚固力衰减、风化作用下煤体劣化及强流变性等方面,揭示出千米深井巷道松软煤帮大变形机理。提出千米深井巷道松软煤帮高压锚注-喷浆协同控制理念;采用数值模拟对比研究了锚杆锚索支护、锚注、锚注-喷浆3种方案巷道煤帮变形、裂隙及应力演化规律,阐明了巷道煤帮高预应力、高压锚注-喷浆协同控制原理。研发出高强度、高压、组合式注浆锚杆与高压注浆锚索,研究了注浆锚杆、锚索及注浆材料性能与锚注效果,形成了高预应力锚杆、锚索支护-高压劈裂注浆改性-表面喷浆协同控制技术。将研究成果应用于中煤新集口孜东矿,提出试验巷道锚注-喷浆协同控制方案及参数,并进行了矿压监测。监测数据表明,采用提出的高压锚注-喷浆控制方案后,煤帮结构、完整性与强度得到显著改善,锚杆、锚索锚固力大幅提升,充分发挥了高强度锚杆、锚索主动支护作用。巷道两帮收缩量降低86%,锚杆、锚索破断率大幅减少,有效控制了千米深井巷道松软煤帮大变形,为此类深部巷道大变形控制提供了有效途径。     

软岩回采巷道的联合支护新技术研究

针对软岩回采巷道围岩变形与底臌严重的问题，通过理论分析和实验研究，设计并确定了有效控制权台煤矿软岩回采巷道变形的锚棚注联合支护方案与参数。锚棚结合使围岩既有较强支护抗力又有较大让压性，锚注结合加固巷道帮、底角，抑制底臌，提高围岩承载力。实践证明，研究结果可靠，应用效果显。     

深井软岩巷道帮底锚注支护技术应用

为了研究控制深井软岩巷道大变形的有效支护方法,以淮南朱集煤矿轨道大巷为研究对象,分析了巷道变形破坏特征及其主要原因,并基于深部巷道支护原理,提出了考虑和不考虑帮底支护的2套支护方案。利用FLAC3D数值模拟软件,对不同支护方式下巷道围岩的应力场、位移场和破损区进行对比分析。数值模拟结果表明,加强帮底支护,能降低应力增高区的应力值,减小围岩扰动区、应力增高区和破坏区的范围,有效控制顶板围岩下沉和底板围岩隆起,验证了巷道帮底锚注支护技术的有效性。现场监测数据表明,巷道帮底锚注支护技术实施后,取得了较好的支护效果。     

极软岩破坏巷道修复技术与监测分析

针对淮南新集三矿极软岩破坏巷道具体条件，在分析巷道破坏原因和锚注加固机理的基础上，提出了破坏巷道的锚注加固修复方案，并进行了锚注参数设计和新型锚注加固注浆材料的研究。工程应用实践和围岩变形监测表明，采用的锚注加固修复技术可行，修复效果明显，取得了显著技术经济效益，为类似条件巷道的修复、设计与施工提供了有益的借鉴，值得进一步推广应用。     

回采巷道过赋水断层锚注支护技术

为控制过赋水断层破碎带巷道围岩变形,防止围岩裂隙导通潜在水源,以裕兴煤矿15107工作面回采巷道为背景,通过建立过断层破碎带回采巷道锚注支护数值计算模型,分析了巷道围岩的变形破坏特征和浆液的扩散范围,设计了锚注联合支护方案并监测了其支护效果。结果表明:与未注浆相比,注浆后巷道顶板下沉量、左帮变形及右帮变形的平均值分别降低了56.1%、44.5%和33.5%;注浆后浆液沿围岩裂隙扩散,不仅提高了围岩的整体强度,而且封堵了断层破碎带及巷道围岩裂隙,有效控制了巷道涌水。     

破碎围岩巷道全断面锚注加固支护技术研究与应用

为有效解决松散破碎围岩巷道变形严重、修复困难的问题，以两渡煤业轨道运输石门为工程背景，采用数值模拟确定了全断面锚注加固技术方案。试验结果表明，采用该加固技术后，巷道顶底板最大变形量125.5 mm，两帮的最大变形量105.7 mm，变形量较原支护方案下大幅度减小，巷道围岩变形得到了有效控制。     

软弱复合顶板巷道围岩控制技术应用

针对象山煤矿21315工作面辅助进风巷软弱复合顶板条件下的巷道顶板支护困难的问题,采用理论分析、数值模拟与现场实测方法,提出了“锚网索”联合支护方案,探究了“锚网索”联合支护方案对巷道围岩稳定性的控制效果。经计算,巷道顶板的破坏范围约为2.91 m,结合巷道顶板岩层岩性与厚度确定顶板锚杆、锚索长度分别为2.4 m和6.0 m;提出了巷道软弱复合顶板“锚网索”联合支护方案,顶板锚杆与锚索数量分别为6根和3根,间距分别为800 mm和135 mm,排距分别为800 mm和1 600 mm;探究了掘进工作面不同向前方探距离条件下,巷道围岩垂直应力分布与顶板下沉特征进行了分析,指出当掘进工作面向前推进15 m时,巷道围岩的垂直应力和顶板下沉基本稳定。现场应用结果表明,掘进工作面向前推进15 m时,巷道顶板离层量几乎不发生变化,且最终稳定在70 mm左右,说明采用“锚网索”联合支护方案,巷道顶板变形得到了有效控制。     

矩形煤巷稳定性分析及支护对策研究

综采工作面上下两巷围岩的稳定直接影响着工作面的产量。本文以段王煤矿090509皮带巷为工程背景,对巷道围岩的破坏原因进行分析,依据强帮固顶的原则,提出采用锚网索联合支护方案对巷道进行支护,并进行工程实践。实践结果表明:采用锚网索联合支护技术之后,巷道两帮围岩最大变形为97 mm,顶底板围岩最大变形68 mm,巷道围岩的变形均在有效范围之内。     

复杂难支护巷道锚注支护技术研究

复杂难支护巷道的支护是围岩控制中亟待解决的难题。通过现场考察,分析了祁南煤矿82五中运输联巷及行人联巷破坏的主要原因及破坏机理。在深入研究了以内注浆锚杆为核心的锚注支护作用机理的基础上,确定了该巷道治理方案为锚注索喷联合支护方案。采用岩土工程分析软件FLAC对该方案进行的模拟研究表明,方案实施后围岩的整体承载能力得到提高,巷道围岩变形得到有效控制。实践表明,采用该方案进行修复后巷道变形极小,破坏程度明显降低,延长了巷道修复周期,降低了生产成本,为安全高效生产提供了有力的保障。     

软岩大变形巷道底鼓控制技术研究

为了研究软岩大变形巷道底板底鼓合理控制方法,通过分析顾桥煤矿-780 m水平南翼轨道大巷现场围岩变形破坏情况及破坏机理,确定采用"锚网索+帮部注浆+反底拱"联合加固支护方案。利用FLAC3D软件进行了数值模拟,对比分析了加固支护前后巷道围岩的受力与变形特征及塑性区分布情况。现场监测结果表明:拱顶最大下沉量为39 mm,最大底鼓量70 mm,两帮最大移近量为55 mm,有效控制了巷道底板以及硐室的围岩变形,为巷道的安全生产使用创造了条件。     

采掘扰动影响下巷道围岩变形规律及支护技术研究

为解决受采掘扰动影响巷道围岩破坏严重、支护难度大的技术难题,以南营河煤矿15102工作面回风顺槽为工程背景,采用现场调研、数值模拟、地质力学评估等方法,提出了高强树脂锚网索联合支护围岩控制方案。现场监测结果表明,在采用新支护方案后,巷道顶底板移近量、左帮变形量、右帮变形量分别稳定在351、270、210 mm,这说明高强树脂锚网索围岩控制方案有效地提升了巷道抗扰动能力。     

深井软弱围岩巷道变形破坏机理及支护技术研究

为解决赵楼煤矿七采区辅助运输巷变形严重的难题,通过现场监测分析原支护方案条件下软弱围岩变形破坏机制,围岩易膨胀、软化,承载能力低,巷道所处应力场复杂,支护材料支护潜力无法有效发挥,巷道断面尺寸大是巷道变形破坏的主要原因。提出增加顶板护表面积、注浆加固、施加高预紧力、关键部位加强支护等具体措施,并实施了高强锚注支护试验方案。结果表明:高强注浆锚杆、锚索受力均呈现出"顶板右帮左帮"的趋势;顶板、底板、右帮和左帮变形量比原支护方案分别降低了79.7%、81.9%、80.0%和77.8%,说明高强锚注支护方案能够有效控制围岩变形。     

东周窑煤矿8106工作面沿空掘巷围岩控制技术研究与应用

为保障5016巷沿空掘巷时围岩的稳定,通过FLAC3D数值模拟软件进行沿空掘巷窄煤柱合理宽度的分析,通过分析巷道掘进期间煤柱和围岩变形规律,确定合理煤柱宽度为6 m,根据巷道的地质条件,设计巷道采用锚网索支护方案,巷道顶板采用全锚索支护,煤柱帮采用锚杆支护,回采帮采用锚杆+锚索支护,在巷道掘进期间进行围岩变形量的监测分析。结果表明:支护方案实施后,巷道掘进期间顶底板和两帮移近量的最大值分别为98 mm和168 mm,围岩控制效果较好。     

厚煤层直墙半圆拱巷道围岩破坏影响研究

采用FLAC3D数值模拟的方法，分析了不同埋深、不同侧压系数下厚煤层直墙半圆拱形巷道围岩塑性区发育特征、应力分布特征和围岩变形特征。研究表明：随着埋深的加大，巷道的围岩变形量呈线性增加，围岩破坏深度更大且塑性区呈环绕形分布；侧压系数对巷道的破坏形态影响较大，当侧压系数为0.5时，塑性区的分布呈现出“蝶翼形”，随着侧压系数逐渐增大到1时，塑性区分布呈“帆船形”，分布较为均匀，侧压系数继续增加后，巷道逐渐成“窄高形”并最后发展成“沙漏形”。对鱼卡矿回风巷支护方案进行了优化，采用锚网索联合支护，并对巷道表面进行喷浆，巷道稳定后顶板下沉量为35 mm，帮部位移量为50 mm，满足安全生产需要。