软岩条件下大断面交岔点施工工艺及支护对策研究

针对传统大断面交岔点施工支护设计方法和施工过程中的不足,通过对工程地质条件和软岩巷道变形破坏的机理进行综合分析,提出了"锚网喷+锚索+反底拱"支护设计方案。实践表明:大断面交岔点施工顺序为先施工小断面导硐,再扩掘至设计大断面;并采用光面爆破、及时支护、施工反底拱地坪形成封闭应力承载拱圈等施工工艺最大限度地发挥了围岩的自承能力,有效控制大断面硐室变形,为矿井的安全高效生产创造了条件。     

+786m水平车场交岔点支护与施工工艺研究

清水营煤矿井田属弱-中等富水性,二煤顶底板岩层导水性好、富水性强,大巷交岔点施工难度较大,易变形破坏失稳,基于锚网索耦合支护设计思路,在工程地质条件综合分析和地质力学评估前提下,提出大巷交岔点采用拱形断面及锚喷+锚索+可缩性钢支架的支护工艺,有效解决了交岔点变形、破坏问题。     

铁法大强煤矿深井软岩巷道交岔点的优化设计

大强煤矿一直深受软岩困扰,软岩巷道工程具有大地压、大变形、难支护的特点,尤其是巷道交岔点处断面大,围岩压力相互叠加,巷道支护难度大。优化后的交岔点采用小断面,有效控制了围岩变形,为软岩巷道交岔点设计提供了新的思路。     

深部大断面交岔点破坏形式与控制对策

煤矿深部大断面交岔点结构复杂,施工扰动次数多,支护难度大,尤其是"牛鼻子"部位应力集中程度高,变形破坏更为严重.通过现场工程地质及破坏情况调查,总结了交岔点的3种破坏形式,研究了交叉点位置的支护对策,并将研究成果应用于夹河煤矿深部交叉点工程,取得了良好的支护效果.     

孤岛煤柱下大断面石门交岔点加固技术研究

为解决孤岛煤柱下大断面交岔点的支护技术难题,针对某矿南大巷轨道石门交岔点的采矿地质条件和变形破坏特征,分析了孤岛煤柱下大断面交岔点失稳破坏的原因,提出了全断面锚注加固、渐变大断面过渡区棚索耦合支护、牛鼻子分岔段双控锚杆索协同支护、底板高强锚网索支护相结合的复合支护方式。实践结果表明,此类复合支护方式可以有效控制孤岛煤柱下大断面交岔点的围岩变形。     

深部大断面交岔点破坏形式与控制对策

深部大断面交岔点结构复杂、施工扰动次数多，支护难度一般比较大，尤其在牛鼻子部位往往形成尖角，应力集中程度高．通过现场调查交岔点的破坏形式，总结了交岔点不同于普通岩巷的三种破坏形式，分析了各自的破坏机理，并对其支护对策进行初步探讨，认为对牛鼻子截面应限制其最小厚度、对交岔点的大断面区域应限制其最大断面尺寸，并且牛鼻子局部的支护不同于一般软岩巷道，应采用“强支硬顶”的支护思想．试验方案应用于工程实例，取得良好的支护效果．     

深井复杂围岩交岔点施工与支护技术

介绍了深井复杂围岩条件下交岔点施工与支护技术。针对复杂地质条件（断层带附近加软岩）下,交岔点施工难度大,质量要求高的难题,深入分析研究岩体承载能力和变化机理,大胆探索,从施工和支护全过程对工艺进行优化、创新和有益实践,用实际效果证明了工艺改进后新的施工和支护技术是成功的,对复杂地质条件大断面工程施工有较为重要的指导意义。     

深部大断面软岩巷道变形力学机制及耦合支护设计

为解决煤矿深部大断面软岩巷道的支护难题,基于鹤煤九矿-420 m水平变电所地质条件的复杂性和工程重要性,采用现场地质调查、室内试验、理论分析、数值模拟和现场监测等方法,根据深部的概念体系和评价指标对其支护难度进行了评价,根据软岩工程力学理论确定了巷道围岩的类型和变形力学机制,提出了相应的控制对策和具体的支护设计形式、支护参数及合理的施工过程.结果表明:锚网喷+锚索+钢带+底角锚杆耦合支护形式可有效控制深部大断面软岩巷道的大变形,确保巷道的稳定和安全使用.     

深部大断面交岔点加密锚索和对拉锚杆(索)支护技术

深部大断面交岔点所处环境复杂,受多次掘进影响,应力集中程度高,支护难度大。通过分析交岔点巷道的受力及其破坏形式,探索采用了加密锚索和对拉锚杆(索)支护技术,提高了交岔点巷道的支护强度和围岩整体性,改善了牛鼻子的结构,保证了牛鼻子的减跨和对顶板的支撑作用,有效地控制了交岔点巷道的变形。     

深井大断面交岔点围岩综合稳固技术

深井大断面交岔点所处环境复杂,受多次施工扰动影响,应力集中程度高,支护难度大。通过调研分析交岔点破坏原因,提出深井大断面交岔点应采用"减垮强支"综合围岩控制技术,能有效地控制交岔点巷道围岩的变形,取得较好的支护效果。     

千米深井软岩巷道挤压变形力学特性及控制研究

 为了研究千米深井软岩巷道挤压变形力学特性及控制对策,以淮南朱集煤矿-906m东翼轨道大巷为依托工程开展研究,该巷道为典型的千米深部高地应力软岩巷道,开挖后围岩产生强烈的挤压变形。通过现场地应力测试获取地应力值和室内岩石力学试验获取围岩力学参数,根据Hoek挤压变形等级曲线判断出该巷道变形为非常严重的挤压变形;通过Phase2有限元数值仿真软件分析了该巷道的围岩稳定性,计算结果表明巷道开挖后围岩变形破坏严重,拱顶位移和底臌量大,与现场情况吻合。基于深部岩石巷道围岩稳定性控制理论和“分步联合支护”理念,针对该巷道的挤压变形特点制定了相应的支护方案,其主导思想是增强围岩自身强度和支护结构的抗变形能力,尤其重视底板支护。通过有限元数值软件计算分析和现场监测验证、评价了该支护体系的强度,结果表明所提出的支护方案取得了良好的效果,能够有效的控制围岩挤压变形。     

固体充填开采顶板多跨超静定结构分析与充填支架 控制作用研究

为解决不同地质与开采条件下充填支架的关键参数确定问题,以充填开采条件下岩层移动的实际变形形态为基础,将基本顶作为研究对象,建立了基于多跨超静定结构的“顶板-支架-充填体”相互作用力学模型,煤壁和充填体为主要承载体,充填支架对顶板起限定变形作用,据此建立了连续顶板的力学平衡方程和变形协调方程,在充填支架支撑载荷未知的情况下进行问题的求解,将充填体分布弹性地基支承离散为若干跨等效弹性支承,取单跨隔离体进行分析,建立截面切口形变分量方程,进而推导得出跨间截面切口形变分量的矩阵表达式,得到的n+2个变形协调方程与3个平衡方程构成n+5个求解方程,对应n+5个未知约束,所求问题全部得解;为了更真实地反映顶板载荷的分布,更合理地分析顶板、支架和充填体的相互作用关系,尝试将力学模型与数值模型相结合,改变以往力学模型中将顶板载荷作为均布载荷的简化分析方法,建立与力学模型中充填支架作用和充填体参数一致的数值模型,将数值计算得出的覆岩应力曲线作为顶板载荷q(x),代入“顶板-支架-充填体”相互作用力学模型,由此解出模型中所有支座的反力、梁体内力、梁端弯矩等未知量,从而得出顶板载荷、支架和充填体支撑作用力的相互作用关系,通过具体算例分析了不同充填体弹性地基系数和不同顶板限定变形量条件下双顶梁结构充填支架前顶梁和后顶梁支护强度的变化规律,为充填支架关键参数的确定提供有效依据。     

综放沿空留巷支护结构的可靠性分析

根据综放沿空留巷围岩变形大且围岩力学参数中有许多随机变量的特征，阐述了其支护结构可靠性分析的必要性.应用工程结构可靠性理论，建立了综放沿空留巷支护结构可靠性分析模型，得到了支护结构可靠度的计算公式.结果表明：通过合理选择锚杆类型、加大锚杆支护密度、改善锚固体及充填材料力学性能等措施，可达到提高综放沿空留巷支护结构可靠性的目的.     

综采工作面回撤通道围岩支护稳定性分析

综采工作面回撤通道围岩支护的稳定性,直接影响综采工作面回撤通道的使用,决定煤矿生产效率。为此,以某煤矿为例,分析其地质、综采工作面和回撤通道情况后,采用锚网索支护结构,完成回撤通道围岩的支护构建。利用三维有限差分程序,设置回撤通道围岩支护结构模型的边界结构,并确定岩土力学计算参数。通过逐步开采阶段分析方法,分析回撤通道围岩支护的稳定性。研究结果表明,该方法具备良好的应力模拟和分析效果,顶板的位移和变形较为平稳,可提高主回撤巷道围岩应力和巷道支架承载压力,保证设备的安全撤回,验证该方法的可靠性。     

深立井连接硐室群围岩稳定性分析及支护对策

针对深立井连接硐室群围岩稳定性控制和支护技术难题,在工程地质调查的基础上,结合室内岩石力学试验,基于广义的Hoek-Brown强度准则取得了岩体力学参数,进而采用数值模拟方法对硐室群在开挖过程中的围岩位移规律和塑性区范围进行了分析。根据数值模拟结果优化了硐室群的支护结构设计方案,并通过深浅孔方式的滞后注浆技术对围岩做进一步加固,围岩变形规律和支护结构受力的现场实测结果验证了优化支护结构的合理性,形成了深立井连接硐室群围岩失稳的控制对策。     

动力失稳下煤矿巷道围岩松动变形特征与支护参数研究

为了提升煤矿巷道围岩的稳定性,解决现有支护方式支护效果差的问题,分析煤矿巷道在动力失稳状态下的围岩松动变形特征,实现支护参数的优化计算。探测煤矿巷道围岩内部结构,根据动压巷道围岩变形的影响因素及其作用方式,建立煤矿巷道围岩动力失稳模型。在该模型下,通过确定应力变化规律和应力—应变关系,得出围岩松动变形的特征分析结果。参考围岩松动变形特征,确定合理的支护方式,得出锚杆长度、锚间排距、组合拱厚度等支护参数的计算结果。根据变形特征与支护参数结果,进行数值模拟分析,完成围岩松动变形支护。将模拟结果应用到实际的松动变形修复工作中,能够控制围岩松动变形量控制在要求范围内,降低裂缝破坏程度。     

煤柱内沿空掘巷技术在余吾煤业的应用研究

以潞安集团余吾煤业S2206工作面瓦排巷沿空掘巷工程项目为研究背景,利用数值模拟的研究手段进行巷道掘进及工作面回采期间巷道围岩应力与巷道围岩变形破坏特点、煤柱稳定性、支护与围岩相互作用关系等方面的研究,根据巷道变形量确定了合理的煤柱宽度及巷道支护参数,并取得了良好的现场应用效果。     

深埋隧洞围岩及其支护结构内力与变形监测结果分析与研究

锚网支护是巷道支护主要结构形式,不同工况采用的支护结构不同。为了验证新型支护结构系统的支护效果,以现场工业试验为研究背景,通过对新型支护结构系统支护巷道的现场监测,重点对围岩的表面位移、锚杆受力状态、围岩深部变形等参数进行监测。通过对监测结果的分析,得到了以下结论：新型支护结构是一种柔性支护结构,能够与巷道围岩协调变形,并能保持足够的工作载荷且有部分余量,在设计允许范围内支护结构整体工作状态良好;通过对巷道深部位移、巷道表面位移、锚杆离层观测等参数的分析,得出锚固后的围岩体变形可以采用半对数函数进行拟合,同时,锚固后的围岩体在适度变形后整体变形量趋近于稳定状态,充分说明新型支护结构系统能有效改善围岩的变形,有效地提高了围岩的稳定性。     

深井煤巷卸压孔与锚网联合支护的模拟与实践

为了解决深井高应力煤巷支护成本与支护效果之间的矛盾，提出并研究了卸压孔与锚网联合支护技术．结合一个工程实例，采用数值方法模拟和分析了钻孔卸压的作用机理、巷道围岩动态损伤破坏发展以及围岩中应力场重新分布的过程．研究表明：合理布置的卸压孔可以引起巷帮围岩发生结构性预裂破坏，从而使围岩内高应力向深部转移；卸压孔和锚网联合支护改善了围岩中的应力环境，改变了围岩破坏的时空次序，对控制围岩变形和破坏具有突出的优越性．将模拟结果用于指导具体的施工，不仅控制了围岩的变形，而且降低了材料消耗，取得了较好的综合效益．     

软岩破碎巷道大刚度二次支护稳定原理

从组成岩体的宏观和微观力学性质角度出发，分析了软岩、破碎巷道实施锚网喷二次支护后仍然破坏的原因和影响因素，应用软岩巷道支护理论，提出了一次锚网喷支护和二次料石碹支护的力学模型，分析了各自的力学特点，得出了锚喷网一次支护和大刚度高强度料石碹二次支护的支护方式，破碎、软岩巷道支护稳定原理为：一次支护让压，围岩体受力达到较低变形速率下的力学平衡，充分发挥围岩承载力，大刚度二次支护，减少巷道岩体偏应力，使巷道围岩切向应力相对降低，径向应力相对升高，促进围岩应力向稳定应力状态转化，优化了软岩巷道支护参数.通过在程村矿的软岩、破碎巷道采用二次支护实践，取得了良好的支护效果.