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。     

泥质顶板巷道围岩支护技术研究

针对山西古县西山登福康煤业有限公司矿井围岩具体的地质情况进行分析,详述了泥质顶板巷道锚杆支护设计原则。确定了在不同情况下的巷道支护形式和参数。根据现场围岩变形情况采用"十"字布点法在巷道开口处设置两处测站,测站间距50 m。采用锚杆+金属网+钢筋托梁+喷浆+锚索联合支护后,泥质顶板巷道变形约30 d趋于稳定。支护优化方案有效控制了巷道围岩变形,支护效果较好。     

多煤层重复采动穿层大巷围岩变形特征及 修复加固技术研究

为探讨多煤层重复采动穿层巷道围岩变形破碎严重、锚固结构易失效等难题,以发耳煤矿+980m轨道大巷为研究背景,通过围岩组分分析、现场电视探测和数值计算确定了影响+980m轨道大巷围岩变形严重的主要因素。基于此提出了"支护弱结构部位加强支护"的不均匀加固技术,通过Phase软件模拟合理的大巷修复加固方案并提出"锚杆+锚索+钢筋梯+金属网+注浆"联合支护技术控制巷道围岩变形。现场监测结果表明:与未修复加固段巷道相比,修复加固段巷道在40 d监测期间顶板、底板及两帮变形量仅为22,21,17 mm,巷道围岩裂隙基本被浆液充填,巷道围岩变形基本得到控制。     

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。     

马兰矿南翼大巷注浆加固返修控制技术研究

针对南翼大巷在原"U型钢支护"、"砌碹支护"方式下围岩变形严重问题,在围岩破坏变形窥视基础上,对巷道变形破坏的特点和原因进行分析,最终提出采用"锚注+U型钢可缩性金属支架联合支护及关键部位锚杆加强支护"的巷道整修方案,通过工业性试验,有效控制了巷道围岩变形,支护效果良好。     

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。     

特厚煤层综放工作面沿空掘巷围岩控制技术研究

为了控制特厚煤层沿空掘巷围岩变形,保证巷道服务期间安全稳定,结合马道头煤矿8211工作面5211回风巷地质条件,分析了留小煤柱沿空掘巷围岩变形特点,并提出相应的沿空巷道顶板及煤柱控制方案。试验表明,采用"锚索-槽钢组合支护+帮部高强锚索支护"的联合支护技术后,沿空掘巷围岩变形得到有效控制,保证了巷道围岩稳定。     

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。     

厚煤层综放工作面沿空留巷巷道支护技术研究

针对厚煤层综放开采沿空留巷围岩变形大、巷道稳定性差等情况,以潞安集团王庄矿沿空留巷为工程背景,采用数值模拟方法分析了沿空留巷巷道在不同支护方案条件下的围岩变形情况,最终确定了采用"锚杆+锚索+钢筋梯子梁+金属网"的联合支护方式,并对支护参数进行了确定。通过现场监测结果,证明该支护方式能够有效的控制围岩变形,提高了沿空留巷巷道的稳定性,实现了对厚煤层综放开采沿空留巷巷道的围岩控制。     

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。     

基于UDEC的深部破碎围岩巷道锚注支护应用研究

某矿3203工作面轨道平巷在原支护条件下巷道围岩变形严重且支护体失效。针对该轨道平巷的生产地质特点,利用数值模拟软件UDEC4.0,分别对3种不同支护方案下支护效果及其塑性区进行研究,分析得出实现其巷道围岩稳定关键在于能否有效控制两帮煤体的变形,进而提出高预应力锚杆(索)结合帮部注浆加固的综合支护方案。现场工业性试验及实测表明,该支护方案有效控制了巷道围岩变形。     

深部离层断裂型工程软岩巷道支护技术研究

深部巷道埋藏深度大,地质构造复杂,应力组合作用效应明显,煤矿深部开采巷道围岩控制成为制约安全高效生产的主要因素之一.本文通过分析深部巷道围岩特性及力学环境,从围岩对巷道工程支护对策选择及方案设计思路的影响出发,对围岩进行分类,提出相应支护对策.支护效果监测结果表明,高强锚网索+梁(带)联合支护技术能保证深部复杂高应力离层断裂型工程软岩巷道的安全稳定,取得良好效果.     

孤岛综放面区段煤柱优化及围岩控制技术

煤柱合理宽度直接影响孤岛综放面沿空巷道围岩控制效果。针对8105孤岛综放面地质条件,提出采用锚梁网索联合支护技术控制围岩变形。基于8105轨道运输巷支护方案,采用非线性数值计算方法对不同宽度煤柱条件下围岩控制效果进行了优化分析,确定了合理煤柱宽度为6.5 m。实施效果表明了留设煤柱宽度合理,支护方案能有效控制巷道围岩变形,取得了满意的技术经济效果。     

沿空巷道锚杆支护结构数值模拟研究

对高水平应力场条件下沿空巷道锚杆支护进行了数值模拟分析,主要研究了不同锚杆长度条件下的锚杆支护对巷道顶底板的稳定性的影响,分析了沿空巷道围岩变形及围岩应力的变化规律,提出了高水平应力条件下锚杆支护对巷道围岩稳定性的一些有意义的结论。     

松软破碎厚煤层巷道合理支护参数的数值模拟研究

某矿4302轨道平巷原有的锚杆支护技术不能有效的发挥作用,导致部分巷道变形严重,维护条件差,维护费用高。针对该轨道平巷地质生产条件,提出了3种可行的支护方案,采用数值模拟方法模拟研究了不同方案的应力分布、塑性区范围以及巷道表面位移特征,通过比较分析,确定了合理的支护方案。现场实测表明,采用新支护方案后,围岩变形得到有效控制。     

巷道通风阻力的模糊评价

针对巷道中通风阻力影响的模糊性，在分析其影响因素的基础上，建立了5个标准模式，运用模糊识别的方法确定各因素的隶属函数，从而合理评判巷道中通风阻力大小与巷道通风效果的优劣。     

复杂条件下巷道围岩控制机理及支护技术

以张集矿11418(W)回采巷道为工程背景,分析了巷道顶板岩性相变较大、顶板含砂岩裂隙水等支护难点,提出了采用组合支护来提高巷道的初始支护强度等支护对策;通过对巷道载荷的计算并结合理论分析,确定了巷道的支护参数,数值模拟结果进一步验证了其良好的控制效果。工程应用结果表明巷道控制效果显著。     

超前锚杆加固与联合支护在破碎带斜坡道中应用

本文介绍了在破碎带岩层中,先预先在固结岩层内打超前锚杆,防止工程围岩松动、冒落或倒塌,使斜坡道轮廓线形成岩石围壁,确保工人可在安全可靠的工作条件下进行钻眼爆破工作.然后,采用径向锚杆、喷混凝土、内置拱型槽钢、浇混凝土等,达到永久支护的目的,实践表明,该联合支护方法、技术经济合理,安全可靠性强.     

深部软岩巷道的锚注加固技术研究

处于松散软岩层中的北翼皮带巷,其顶板为泥岩,遇水易膨胀,导致巷道变形严重,支护困难。采用地质雷达实测了东大煤矿北翼皮带顺槽的松动圈大小,分析预测了松动圈的发展。研究使用锚注加固技术进行相关的支护处理,并经过一段时间的观察,取得了明显的效果。     

深部厚煤层开采底板巷道受采动影响矿压显现规律研究

以丁集煤矿1282(3)工作面为工程背景,采用超前支承压力分段简化,构建了底板应力分布表达式,通过矿压实测数据代入后计算得到前方底板不同深度处应力增量集中系数,得出采动超前影响范围110m。考虑计算时忽略巷道自身开掘及长期蠕变的影响,最后通过底大巷实测、综合收作段地质条件进一步确定了合理的停采线为177m,研究成果为类似条件下的巷道维护及煤柱留设提供一定参考。