软岩巷道锚杆支护研究新进展

以大量实测资料为依据，分析了国内外软岩巷道锚杆支护的技术现状和特点。通过定量分析，认为我国目前软岩巷道锚杆支护的主要技术问题是锚杆支护系统支护强度不够。考虑软岩巷道围岩变形特点，提出我国发展软岩巷道锚杆支护的技术关键是：提高系统强度以控制围岩变形，提高支护系统柔性以适应围岩变形。其中提高支护系统强度控制围岩变形更为重要最后，提出了我国发展软岩巷道锚杆支护的技术途径。     

深井软岩巷道强力一次性支护技术研究及应用

为解决14040下顺槽底抽巷深井软岩巷道围岩变形显著问题,针对巷道地质条件及原支护变形情况,分析了巷道变形原因,研究了深井软岩巷道变形控制机理,同时根据巷道条件提出了强力一次性支护技术,并通过数值模拟研究了围岩控制效果,并进行现场观测验证了支护技术的围岩控制效果。研究结果表明：（1）原支护围岩控制效果不佳的根本原因是泥岩受扰动易破坏,同时对塑性破坏区的支护强度不够;（2）深井软岩巷道变形控制的思路为提高巷道浅部围岩的承载能力、控制外承载结构位置,通过增大内承载结构支护强度,提高巷道浅部围岩的承载能力。（3）现场观测结果显示巷道围岩变形趋于稳定后,巷道顶板下沉量为110 mm,底鼓量为200 mm,两帮收缩量为190 mm,巷道变形量在可控范围内,能够满足行人运料要求。表明通过采用强力一次性支护技术,能有效控制深部软岩巷道变形,保障巷道服务期间的正常使用,不仅降低了支护成本,同时提高了矿井巷道掘进的单进水平。     

软岩巷道锚注索联合支护技术应用

以平煤股份二矿某软岩巷道变形失稳为研究对象,通过分析得出该巷道变形原因与围岩裂隙发育及支护强度有关,需要提高巷道破碎围岩的残余强度,同时加大一定范围内的支护力度,控制围岩变形;决定采用浅部高强锚杆、中部注浆、深部注浆锚索加固的三层组合拱联合支护结构对巷道进行维修,通过对维修后的巷道进行围岩变形监测,得出该支护方式有效地减少巷道围岩变形量,解决了该软岩巷道大变形失稳的问题。为该矿后续巷道支护以及相近条件下巷道的治理提供了借鉴。     

基于FLAC~(3D)的大断面岩巷支护数值模拟分析

为解决煤矿大断面岩石巷道变形严重、支护难度大的问题,文章通过FLAC~(3D)数值模拟软件,研究巷道围岩变形特征,对比分析了巷道开挖后无支护和施加支护后的围岩塑性区、应力及位移的分布情况,结果表明:设计的支护方案有效控制了巷道围岩变形,提高了巷道的安全性,支护方案满足了围岩稳定性要求,是合理可行的。     

深部巷道支护控制技术研究

针对深部巷道围岩的变形破坏特点,分析了巷道围岩变形破坏机理和巷道稳定性特点,提出了巷道围岩的控制技术。利用ANSYS10.0软件对巷道开挖支护前后的围岩应力、位移及塑性区进行了数值模拟分析。模拟结果表明,锚杆锚索联合支护下,x方向两帮围岩应力集中得到有效控制,拉应力消失;y方向拱顶和底板的拉应力也明显减弱,拉裂破坏得到有效控制。锚杆锚索联合支护可有效控制巷道变形,支护效果良好。也为减少深部巷道支护成本、提高深部巷道支护效率提供了参考。     

动压影响巷道加固技术研究

为解决采面动压影响巷道围岩变形量过大问题,以山西某矿5采区运输大巷围岩控制为研究对象,分析了邻近采面采动动压对巷道围岩的影响,认为围岩本身承载能力差、采面动压影响及原支护强度不足是导致巷道围岩变形量过大的主要原因。提出了以"围岩加固+加强支护"为核心的动压巷道围岩控制措施,通过注浆提高围岩承载能力及完整性、增加围岩支护强度,并利用巷道顶板上覆承载力较强的岩层控制围岩变形,顶板、巷帮及底板最大变形量分别在49、45、27 mm以内,有效地控制了围岩变形。     

复杂应力影响下顺槽支护技术优化

以山西晋城煤业集团公司寺河矿二号井97采区97205巷为工程背景,对巷道在原有支护方式下围岩的变形进行分析,提出了预应力"鸟窝"锚索、蛇形锚杆、金属网联合支护技术。结果表明:该技术提高了支护系统对巷道围岩的支护效果,巷道两帮移近量仅为原支护方式的三分之一,顶底板移近量为原支护方式的70%,巷道围岩的整体性及抗变形能力得到极大的提高,为巷道锚杆支护设计提供了新的依据。     

小庄矿破碎围岩变形特征及加强支护研究

针对小庄矿辅助运输巷帮部破碎围岩较难支护的问题,分析原支护方案下巷道围岩变形特征,提出了巷帮差异性加强支护的方法来解决巷道严重失稳的问题,运用FLAC3D数值模拟对原支护与加强支护的围岩顶底板、两帮移近量进行对比。分析结果表明,采用加强支护后能够有效控制围岩变形,得出了巷道帮部围岩变形规律;通过工业性试验,对100 m范围内巷道围岩变形进行监测,发现加强支护与数值模拟结果较为吻合,显著提高了围岩强度和承载能力,有效控制了巷道帮部的破碎变形。     

深部大变形巷道围岩稳定性控制方法研究

针对深部高应力巷道围岩大变形难以控制的问题,采用Kastner等相关理论,研究了支护阻力对深部高应力巷道围岩变形的影响,揭示了其变形难以控制的力学本质,提出了巷道围岩稳定性控制新的支护理念。深部高应力巷道围岩大变形主要来自于两部分:1巷道周边浅部破碎围岩的扩容与剪胀等非连续性变形;2高应力致使巷道围岩产生的以塑性变形为主的连续性变形。研究表明:目前的支护水平对巷道围岩的连续性变形影响十分有限,总是存在一部分变形量无法控制,即深部巷道围岩存在"给定变形"。为实现巷道围岩稳定控制,降低支护成本,巷道围岩支护理念应由变形控制向稳定控制转变,确保巷道围岩均匀、协调变形,消除冒顶与片帮等不安全隐患,增强巷道围岩整体性与稳定性。因此,对于深部高应力巷道围岩稳定性控制,可在巷道掘进时预留一定的变形空间以容纳围岩部分"给定变形",支护结构应具有一定的连续性变形能力,又能持续提供较高的支护阻力,以维持巷道围岩的完整性与稳定性,保障巷道围岩的均匀、协调变形。工程实践结果表明:考虑预留变形并采用"可接长锚杆+刚性长螺纹钢锚杆+锚网+W钢带+喷射混凝土"综合控制技术为主,并辅以可接长锚杆强化顶板支护方案可较好控制巷道围岩的稳定性,保障了巷道服务期间的安全使用。     

81108工作面回风巷沿空掘巷支护技术优化

为解决81108工作面回风巷原有支护围岩变形量大的问题,通过现场观测围岩变形特征及过程,得出需提升巷道两帮围岩支护强度。基于巷道原有支护下围岩变形特征,确定巷道采用顶帮协同支护技术,进行支护优化和围岩变形监测分析。结果表明:支护优化方案实施后,沿空掘巷期间围岩变形量大幅降低,保障了围岩的稳定。     

基于给定变形的深部巷道围岩控制技术研究

巷道围岩大变形、大范围失稳破坏是深部煤炭资源开采中面临的重大难题之一。本文分析了支护对深部高应力巷道围岩变形的作用,提出了支护结构本身应能够满足围岩大变形的协调支护原则。研究结果表明:现有支护技术所能提供的支护阻力对深部高应力巷道围岩连续变形影响十分有限,这类巷道围岩变形量中相当一部分属于"给定变形"。因此,可在巷道掘进时预留一定量的变形空间,并采用能适应巷道围岩大变形的支护结构进行及时支护,以维持围岩的完整性,消除冒顶、片帮等安全隐患。现场试验结果表明,605轨道巷掘进时考虑预留变形并采用"锚杆+自动让压桁架锚索"为主体,锚索加固为辅助的综合控制技术较好地控制了巷道围岩的稳定性,保障了巷道服务期间的安全使用。     

大尹格庄金矿深部巷道锚杆支护参数优化

为解决大尹格庄金矿深部复杂应力环境下破碎围岩巷道的支护问题,根据现场实际情况,分析破碎围岩巷道变形破坏规律,提出应用玻璃钢锚杆与管缝锚杆联合支护技术为核心的支护结构。经过理论分析和数值模拟计算,确定了合理经济的支护参数和新的支护方案,能够显著地提高围岩的强度和承载能力,有效地控制破碎围岩巷道的围岩变形,为解决类似工程难题提供了有效途径。     

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。     

提高支护强度控制深部巷道围岩变形

简要分析了鹤壁矿区深部巷道围岩变形特征及支护机理,指出常用锚杆主动支护强度偏低,是造成深部巷道变形破坏的主要原因,结合工程实例提出了提高支护强度,控制深部巷道围岩变形的主要技术措施。     

深部巷道不同支护形式的对比计算分析

为获得深部巷道的合理支护方法, 针对平煤四矿深部巷道, 采用ANSYS软件, 对被动支护、底板开放式锚杆组合拱支护、全断面预应力锚杆支护、关键部位加强支护等不同支护形式进行了对比计算分析。计算结果显示, 支护阻力大于0.2 MPa之后对巷道变形的控制作用较小, 仅通过提高被动支护阻力难以控制巷道变形; 与底板开放式锚杆支护相比较, 全断面预应力锚杆支护可显著减小巷道变形, 利于围岩承载结构的形成; 关键部位锚索支护可减小围岩应力集中程度, 同时使深部围岩承担荷载, 提高浅部围岩稳定性。综合分析得知, 对于深部巷道需采用强化支护结构强度、调动围岩承载能力、关键部位加强支护、全断面预应力锚杆支护等手段。     

煤巷支护参数分析及工程实践

为了解决破碎顶板煤巷支护的难题,通过数值模拟分析了不同支护条件巷道围岩的变形特征,优选巷道支护方案设计为"锚杆+锚索+钢筋网联合支护",提高了巷道支护效果和安全程度,从根本上改善了巷道围岩力学状况。     

掘锚分离巷道围岩变形特征及支护技术研究

针对西山煤电集团官地矿中六采区上组煤轨道巷现场地质条件,为了解掘锚分离工艺下巷道围岩变形特征,采用数值模拟研究方法,论述了轨道巷的支护形式的同时并对巷道支护参数进行了设计。研究得出,巷道掘进在加入支护条件后巷道围岩表面变形明显减小,设计的支护方案能够提高巷道围岩稳定性。     

掘进巷道围岩稳定性分析及控制研究

由于巷道掘进会引起其围岩内应力的释放,围岩发生变形破坏,为保证围岩稳定就需要有效地支护。本文在分析掘进巷道围岩变形破坏机理和不同的地质条件因素对围岩变形破坏的影响基础上,针对巷道围岩条件,提出了采用锚注联合支护技术对掘进巷道围岩进行控制,结果可以为掘进巷道围岩的稳定和支护提供一定的参考。     

深井高应力巷道围岩强力-分次支护协调控制技术研究

为解决深井高应力巷道围岩变形破坏问题，结合强力支护理论及巷道围岩变形与支护时机关系分析了深井巷道强力-分次支护的力学机制，提出了一次锚网喷、二次全断面锚注配合底板鸟笼锚索相协调的强力-分次支护技术，现场应用实现了深井巷道围岩变形可控。结果表明：随一次强力支护时间延长，深井巷道围岩变形速度先降低后变缓再突然增加，二次支护的最优时机为围岩变形速度变缓阶段。     

深部高应力巷道围岩预留变形控制技术

采用理论分析、数值计算、现场试验等手段,研究了支护阻力对深部高应力巷道围岩变形与塑性区的影响,提出了支护结构应满足围岩大变形的协调支护原则。研究结果表明:在现有支护条件下,支护阻力对深部高应力巷道围岩变形、塑性区影响十分有限,深部高应力巷道围岩总是存在一部分变形量依靠现有支护水平无法控制,将此部分围岩变形量称之为巷道围岩的"给定变形",并且这种"给定变形"随着开采深度的增加而增大;因此,对于深部高应力巷道围岩变形控制,可在巷道掘进时预留一定的变形空间,并要求支护结构应能够适应巷道围岩的大变形,以维持围岩的完整性,同时保障支护结构本身能够持续不断提供支护阻力而又不出现断裂失效。工程实践结果表明:考虑预留变形并采用"锚杆+自动让压桁架锚索"为主体,锚索加固为辅助的综合控制技术可较好的控制巷道围岩的稳定性,保障了巷道服务期间的安全使用。