深井破碎围岩巷道协同支护技术研究与应用

为解决煤炭资源进入深部开采时破碎围岩巷道支护所面临的变形大、易失稳、难支护等问题，提出“架棚+锚杆(索)+注浆”协同支护方案，运用钻孔窥视确定巷道围岩结构稳定性、裂隙发育特征，FLAC3D数值模拟对比分析常规锚网喷支护、锚注支护及棚锚注协同支护塑性区分布，结果表明：棚锚注协同支护技术较另两种方案表现出更好的支护效果，塑性区分布范围明显减少，应力集中现象得以缓解，支护巷道模拟变形量与工程监测较为接近。工程试验表明：采用常规锚网喷支护、锚注支护巷道仍存在较大变形，不能保持长期稳定，棚锚注协同支护巷道变形明显降低，应用期间顶板下沉量较常规锚网喷支护降低了68%，两帮位移降低了52%，满足巷道支护稳定要求。棚锚注协同支护技术对深部破碎围岩巷道变形控制效果显著，尤其在掘进影响期控制围岩作用表现突出。     

高应力碎胀顶板巷道锚杆支护技术

为有效解决高应力碎胀顶板巷道支护难度大的问题,以某矿十采区轨道上山为工程背景,在对其煤层地质条件和顶板岩石软化性分析的基础上,通过对巷道支护方案参数进行优化设计,选取最佳支护方案,应用FLAC2D软件对高应力碎胀巷道围岩的变形特征进行数值分析,得出顶板水平应力集中范围为0.8 m;两帮垂直应力集中范围约为1.2 m。通过围岩应力和变形监测可知:顶板锚杆锚固力为75～86 kN,锚索锚固力为115～148 kN;巷道顶板平均下沉量38 mm,两帮平均移近量62 mm,该支护方案提高了巷道支护结构的整体承载能力,能有效控制巷道围岩的变形。     

厚煤层大断面巷道围岩变形破坏特征及支护技术研究

针对大断面厚煤层巷道变形破坏严重、支护困难的问题，以庞庞塔煤矿5-1082轨道巷为工程背景，基于巷道围岩变形破坏特征，提出了“注浆+U型棚+锚杆索+菱形金属网”联合支护技术，并通过数值模拟验证了支护方案的可靠性，现场工业性试验结果表明：与原支护方案相比，巷道顶板最大下沉量、两帮最大移近量较原支护方案分别减少了61%、78%,巷道的变形破坏得到有效控制。     

复合顶板松软煤层巷道破坏机理及高预应力支护技术

针对崇升煤矿采区巷道顶板为复合顶板,两帮强度低,传统棚式支护难以控制围岩变形量大这一问题,基于实验室力学性能测试及巷道围岩控制理论,采用理论分析及数值模拟计算的方法,对复合顶板松软煤层巷道的破坏机理及高性能预应力支护体系进行了研究,得出了巷道围岩连锁失稳、破坏机理及其相关解决技术。现场工业性试验表明,采用高性能预应力支护技术后,顶板下沉量为43 mm,两帮移近量为115 mm,离层量控制在33 mm以内,效果良好,得出高性能预应力锚杆支护可以较好控制复合顶板松软煤层巷道的围岩变形,提高巷道的整体稳定性。     

常村矿新掘双轨石门软岩支护工程设计

为了解决常村煤矿软岩巷道难以支护、变形失稳的问题,根据常村煤矿软岩巷道变形失稳特征和对新掘双轨石门围岩稳定性分析,提出了用预留变形量初步加固→围岩释放压力后二次加固即"滞后二次加固"的方法控制围岩进一步变形失稳,实践应用表明该支护方案的实施,有效地控制了巷道顶板的下沉和两帮的收敛,取得了预期的支护效果,为解决复杂条件软岩巷道支护问题提供了有效方法.     

近距离煤层采空区下回采巷道高强稳定型支护技术

为了解决某矿29101工作面轨道平巷掘后不久,顶板大面积下沉,致使工字钢顶梁压弯,棚腿弯曲内移等问题,采用现场调查分析和数值模拟,研究总结了巷道失稳破坏主要因素及不同支护方式下巷道围岩应力、位移和工字钢支架弯矩分布特征.研究结果表明:加大支护强度、提高围岩残余强度、充分发挥围岩承载能力、及时形成有效稳定承载结构可控制巷道浅部围岩强烈剪胀变形.根据锚杆(索)支护作用原理及数值模拟分析结果,提出了以高强预应力锚杆、锚索支护为基础,辅以工字钢支护的高强稳定型支护技术.实践应用证实,该支护方案效果良好,能有效控制巷道围岩变形.     

近距离采空区下煤巷顶板预应力全锚索支护技术研究

针对柴里煤矿3上、3下煤层夹矸薄,3上煤层回采后,导致3下煤层顶板破碎严重,巷道顶板下沉量大、工字钢梁变形明显等问题,通过分析原方案支护效果差的影响因素和理论计算提出3种采用加长锚固锚杆(索)联合支护的方案,并运用FLAC3D数值模拟对3种方案进行模拟,并分析对比,选取支护效果最佳的支护方案。经过现场锚杆(索)应力监测及围岩位移变形实测,确定最终支护方案。实践表明,顶板下沉量为200mm,两帮位移为105mm,顶板预应力注浆锚索+两帮预应力锚杆+金属网联合支护可以有效控制围岩变形。     

中能煤业2038回风顺槽掘进遇破碎顶板综合支护技术研究

2308回风顺槽受软岩顶板等因素影响,顶板易破碎,为保证顶板的完整性,设计了5种不同支护方案.采用FLAC3D模拟不同方案支护后围岩变形量可知,锚杆越密、锚索越短,围岩变形量越小.结合矿井经济效益,方案5支护效果更优.顺槽采用锚网索+注浆支护,分别设计了施工参数,并通过监测顶板下沉量可知支护效果明显,能明显减小顶板下沉...     

动压巷道离层变形特征及支护技术研究

为了对比分析不同支护方式下围岩离层变形过程的差异,以铜川矿区复合顶板动压巷道为例,在同一回采巷道内分别设置工字钢棚试验段和锚杆支护试验段,采用巷道矿压在线监测系统实测两种支护方式下围岩离层变形的动态过程,探究不同支护方式下的围岩变形机理,为确定合理的巷道支护方式提供依据。实测结果表明:主动支护和被动支护时动压巷道离层变形过程有本质区别,在锚杆支护地段深部与浅部围岩以同步变形为主;而在工字钢架棚支护段,深部与浅部围岩的位移量差别较大,出现了较大的离层空间,棚式支护不能满足围岩变形要求。根据试验巷道围岩支护体的信息反馈结果,动压巷道应该采用主动支护方式,据此采用高预应力强力一次支护理论进行了动压巷道支护方案优化设计,改进后的支护方案能够满足动压巷道的支护要求。     

近距离煤层群开采采空区下方回采巷道支护技术研究

针对近距离煤层群采空区下巷道围岩支护面临顶板破碎、支护难度大等问题，以51101运输巷围岩支护为工程背景，提出依据巷道顶板与上覆采空区层间距厚度变化情况，采用动态设计方法确定围岩支护技术方案。顶板与采空区层间距按照1.5 m、1.5～5.1 m、5.1 m划分3个阶段，各阶段分别采用钢架棚、钢架棚+锚杆、锚网索支护方式，并通过理论计算以及工程类比法确定支护参数。现场应用后，51101运输巷掘进及后续使用期间围岩始终保持稳定，实现了近距离煤层群采空区下巷道围岩变形的有效控制。     

寺家庄煤矿15106工作面沿空巷道支护方案优化分析与应用

为解决15106工作回风巷原有支护下围岩变形量大的问题,采用现场钻孔窥视的方式进行基本顶破断位置的窥视分析,基于窥视结果得出基本顶在实体煤帮上方破断,基本顶在破断位置下方形成高应力区,造成实体煤帮变形量大,进一步通过模拟顶板破断后围岩应力分布确定优化方案需加强两帮支护强度,优化支护采用非对称支护方案,结合巷道变形特征进行非对称支护方案进行设计,并在支护实施后进行围岩变形观测分析。结果表明:非对称支护方案实施后,有效解决了两帮变形差异大的问题,围岩变形量大幅降低,保障了围岩的稳定。     

高应力厚硬顶板巷道支护优化与应用

为解决耿村矿高应力厚顶板回采巷道变形严重与维护难的问题,采用现场调查的方法研究了巷道围岩变形特征,采用理论分析的方法分析了巷道围岩变形的原因,提出了符合该矿高应力厚顶板巷道的“高预应力锚网喷+注浆+U型钢支架”的支护方案。高预应力锚网喷维护浅部围岩稳定并调动深部围岩承载能力,注浆封闭巷道围岩裂隙并增强巷道围岩整体稳定性,U型钢支架提高支护的承载能力。实践表明,优化方案对高应力厚顶板巷道围岩控制效果良好,保证了巷道的正常使用。     

巷道围岩变形破坏特征及支护方案研究

为了确保巷道围岩的稳定性,理论分析了巷道围岩变形破坏特征,得出了开挖后巷道围岩变形速率分布及巷道塑性区和原岩应力的关联;数值模拟分析了不同支护条件下巷道垂直应力分布情况及不同滞后支护方案下巷道顶板垂直应力分布,得到了最优支护方案。最后进行现场实测分析,验证了该支护方案的可行性。     

碎裂顶板大断面巷道支护技术研究

针对3210运输巷碎裂顶板大断面巷道顶板容易出现碎裂变形,不能有效控制巷道围岩的变形,影响煤矿生产与安全问题,对原有锚网与锚索联合支护方案进行优化,优化后的支护方案可以控制围岩变形。     

大埋深采准巷道围岩拱梁支护结构研究

以桑树坪2号井煤矿3303工作面大埋深采准巷道为背景,采用"拱-梁"结构模型对该巷道进行支护优化,借助FLAC3D数值软件对原支护和改进支护的支护效果进行对比分析。结果表明:改进方案不仅能够提高浅部顶板的稳定性,而且还能有效控制巷道围岩变形。锚索压缩拱承载作用下,巷道围岩竖向应力呈拱状形态,帮部锚杆的存在可以缩小巷道两帮破坏范围,表明顶板的有效支护有利于提高巷道围岩的承载能力。顶板上方围岩所形成的"拱-梁"结构模型,对大埋深采准巷道的支护作用有明显改善。     

深井高应力巷道围岩变形及控制技术研究

为了解决赵固一矿2号煤层11271胶带巷围岩变形破坏严重的问题,通过现场监测数据分析地质力学参数和原支护方案围岩变形破坏规律,指出围岩强度低、赋存水文地质环境复杂、应力集中系数高、支护强度无法达到要求是巷道围岩变形破坏的主要原因。提出了强力一次支护理论,采用全长预应力锚固强力锚杆锚索控制技术提高顶板初期支护预应力和支护强度,加强两帮支护的支护方案。现场试验效果表明:无论是从锚杆索受力还是从巷道顶底板和两帮变形量来看,采用全长预应力锚固强帮控顶技术后,巷道变形得到有了效控制,而且保证了正常回采。     

近距离煤层采空区下导硐分区域式支护技术研究

任楼矿Ⅱ7324N工作面上覆近距离煤层采空区,边临侧向采空区,存在导硐顶板条件差、支护困难等问题。本文通过理论计算上煤层开采对层间岩体最大破坏深度为1.21m,证明了导硐顶板的可锚性;通过实测分析架棚支护顶板围岩破坏特征及导硐后段端头效应的影响,提出锚带网索配合注浆锚索分区域式支护思路,并设计了合理的支护参数;通过数值模拟校验了方案具有可行性,最后开展了现场工业性试验。现场实测数据表明分区域式支护方案能有效抑制围岩变形,改善围岩受力状态和结构特征,充分发挥围岩的自承能力,该方案在近距离煤层采空区下导硐过程具有显著的支护效果。     

泥岩复合底抽巷变形围岩控制技术研究

针对岳城煤矿底抽巷支护结构失效、顶板离层严重等问题,提出了针对泥岩复合顶板条件的锚网索喷支护方案。现场应用结果表明:采用优化支护方案后顶底板、两帮围岩变形情况明显降低并趋于稳定,该方案能够明显提高围岩变形的控制能力。     

综掘快速施工技术在底板抽放巷工程中的应用

为适应突出矿井瓦斯治理新要求、新标准,针对瓦斯治理岩巷工程量大、采掘接替关系紧张等问题,禹州枣园煤业有限公司勇于淘汰传统炮掘工艺,提出综掘快速施工,以“地质资料”匹配“机械性能”作为投入岩巷综掘机的前提,对底板抽放巷层位及综掘快速施工技术进行研究,经过实测二₁煤层底板8～15 m内岩石赋存情况及坚固性系数匹配最佳性能综掘机,确定底板抽放巷层位;高效优化各生产系统,探索正规循环作业模式,实现了岩巷单进水平190 m/月的突破,赢得充足的瓦斯治理时间。为类似煤与瓦斯突出矿井底板抽放巷工程层位确定及快速施工技术提供了借鉴。     

微山湖底深部煤巷锚网支护模拟研究

为了掌握微山湖底深部煤巷围岩应力场分布及变形破坏规律,结合典型工程地质条件,采用FLAC3D数值模拟研究了矩形和梯形断面在不同锚网支护方案时围岩应力分布特征和变形特点,模拟结果表明:巷道顶板塑性破坏范围较小,破坏形式以拉伸破坏为主,顶板变形量不大;两帮破坏范围较大,破坏形式既有拉伸破坏又有剪切破坏,变形量约为顶板变形量的2倍。根据模拟结果选取最优方案进行了工业性试验,矿压观测结果表明支护方案有效控制了围岩稳定。