巷道穿断层破碎带不对称支护技术研究与应用

为了解决穿断层巷道支护技术难题,以穿南屯矿DWF10断层破碎带的西北轨道运输上平巷掘进为工程背景,综合采用数值计算和现场工业性试验的方法研究断层破碎带巷道围岩控制技术与方案。通过分析穿断层巷道围岩变形破坏机理,提出了分步联合支护技术方案,即采用"高预应力锚网支护+U型钢支架支护+喷浆支护"的初次支护和"预应力锚索支护+滞后注浆补强加固"的二次支护,巷道支护效果分析表明围岩变形已基本得到控制,为减少采区巷道断层保护煤柱宽度、提高薄煤层采出率提供了技术保障。     

深部软岩巷道“大让压-强支护”支护技术

在对某矿-900 m水平轨道大巷进行矿压观察及围岩变形监测的基础上,结合巷道弹塑性区变形力学分析,揭示了该类型巷道采用二次支护的控制机理,进一步通过数值计算得到了巷道围岩变形量与支护强度的关系。结合现场工业试验,提出了"大让压-强支护"刚柔结合支护技术:一次支护锚网索联合支护让压,二次支护全封闭金属支架+围岩壁后注浆加固。现场巷道围岩变形监测表明,该支护技术对典型深部软岩巷道变形破坏有较好的控制效果。     

大断面软弱破碎围岩煤巷演化规律与控制技术

随着矿井开采深度与巷道断面尺寸的增加,煤巷围岩松软、破碎程度越来越严重,煤巷顶板冒落的危险性增大,大断面煤巷支护与维护难度随之增加。基于煤巷围岩松动圈测试与分析,揭示了大断面软弱破碎围岩煤巷变形破坏特征;采用FLAC3D模拟研究了不同巷道布置方式、顶煤厚度、巷道高宽比及侧压系数等条件下大断面软弱破碎围岩煤巷开挖后围岩变形特征、塑性区演化规律及应力分布特征,为煤巷优化布置、合理支护方案与参数的选取提供了理论依据;针对大断面软弱破碎围岩煤巷变形破坏特征与支护难点,提出了全断面锚网索喷初次支护、高预应力锚索与锚注二次加固组成的"三锚"联合支护技术方案,采用数值模拟分析与相似材料模型试验,验证了该方案的合理性与围岩控制效果,并进行了井下工业性试验。监测结果表明,采用"三锚"联合支护技术,有效地控制了大断面软弱破碎围岩煤巷的大变形与底臌,维持了煤巷围岩与支护结构的稳定及安全。     

深埋软岩巷道破坏机理与控制技术研究

基于闫布煤矿主下山巷道的地质条件和破坏特征, 分析了巷道围岩变形破坏机理, 提出了巷道围岩稳定性控制对策及支护备选方案。采用数值模拟方法对5种不同方案进行了优化选择和耦合设计, 提出了由初次高性能锚网喷支护、二次注浆及底板锚注支护形成的耦合支护方案, 并给出了详细的技术参数。通过耦合支护进行修复加固, 可实现与巷道围岩的共同承载, 提高支护结构的整体性和承载能力。工程试验结果表明: 该耦合支护技术有效地控制了巷道变形, 技术经济效益十分显著, 为矿井的安全高效生产创造了条件。     

富水泥化巷道渐变破坏机理与局部失稳控制技术

针对祁东煤矿南翼运输石门围岩富水泥化难以维护的问题,采用工程地质调研、数值模拟、现场实测方法对巷道支护失效机理和支护方案进行了分析。结果表明南翼运输石门的支护失效机理是泥质围岩弱化效应和岩石流变渐进破坏作用;为改善围岩自身承载能力,实施了"锚网索注"联合支护方案。数值模拟与工程实践表明,实施锚网索注联合支护后,与原锚网喷支护方式相比,巷道围岩变形量平均缩减55.75%,对富水泥化巷道稳定性控制效果显著。     

深部巷道支护方案数值模拟优化研究

根据深部巷道大变形、蠕变特性,分别提出锚网索喷联合支护,分步加强联合支护和分步加强不注浆联合支护方案。结果表明采用数值模拟研究比分步加强联合支护方案有优越性。     

弱胶结软岩巷道变形破坏控制技术及其应用

针对伊犁地区中生代易崩解弱胶结软岩出现的顶板离层冒落、两帮移近量大和底板底鼓等大变形破坏现象,综合应用现场测试、室内试验、理论研究和数值模拟等方法,深入探讨矿区巷道围岩变形特性,提出了二次锚网喷+预应力锚索的主动支护技术。一次锚网喷可以在允许塑性区发展的同时限制其发展,二次锚网喷提供足够的支护强度,与围岩形成浅部承载圈,预应力锚索通过调动深部围岩强度将应力均匀化,充分限制了围岩的变形。最终通过数值模拟和理论计算,设计了巷道支护参数,并在支护中成功应用。     

破碎围岩巷道变形失稳特征及控制技术

针对破碎围岩巷道变形量大、围岩整体性差和支护困难等问题，以昌兴煤矿1460运输石门为试验地点，通过数值模拟与现场考察，研究原支护技术下巷道围岩变形失稳特征及机制，拟采用联合支护技术并对比分析围岩变形特征。研究表明：由于围岩强度低、支护方式单一、受开采动压影响和围岩中含软弱夹层，造成围岩松散破碎，稳定性差，顶板最大破坏深度达到4.80 m；提出了“锚网喷+U型棚拱形支架+注浆”联合支护技术，采用预应力锚索、高刚度U型钢棚、浅孔注浆及深孔锚注等支护方式强化围岩特性，形成多层复合加固拱承载结构，实现支护结构与围岩的相互耦合作用；数值模拟分析得出，修复后围岩塑性屈服区最大深度由5.56 m减小到1.07 m，降低了80.76%，围岩塑性区大幅度减小，围岩应力总体趋于均匀分布；现场试验表明，修复后顶底板位移量仅113 mm，两帮位移量78 mm，说明该联合支护技术方案可有效控制围岩变形失稳，维持巷道整体稳定。     

软岩巷道支护数值模拟研究及工程实践应用

针对软岩巷道围岩变形量大、支护困难等问题,以平舒煤矿轨道大巷为工程背景,利用FLAC数值模拟软件对比分析不同支护方案下巷道围岩变形特征,提出了"锚—网—喷—注浆"的联合支护方案;工程实践表明:该支护方案有效的降低了巷道围岩变形量,避免了巷道围岩失稳破坏,同时证明了该支护参数的合理性。     

深部峰后围岩大变形巷道稳定性控制探讨

深部巷道围岩大部分处于峰值强度后的区间段,表现出非线性大变形特性,对矿井的安全生产产生极大影响。以三元中能煤业为工程背景,通过理论分析和数值模拟相结合的研究方法,提出"浅部围岩应力恢复、峰后围岩固结修复、动态叠加整体控制、深浅承载共同作用"的支护四项原则,建立了"深-浅"耦合全断面喷锚支护的优化支护方案,结果表明:采用优化支护方案时,巷道围岩整体变形量减小,巷道支护结构未发生破坏现象。