深井岩巷高强高预紧力锚杆支护优化数值模拟

基于羊渠河矿区的地应力分布和各岩层的岩石力学性质,针对52回风上山,提出了新的高强高预紧力锚杆深部支护设计方案,通过数值模拟对比了新旧支护方案的支护效果。研究结果可为羊渠河矿区深部支护提供科学合理方案。     

深井高应力巷道锚杆支护参数优化研究

针对潘西矿7192回风巷在原锚杆支护效果不理想的情况,通过数值模拟软件FLAC3.3,对不同支护方式和支护参数条件下的锚杆支护情况进行模拟,并对模拟结果进行了分析。结果表明:相比原有的锚杆支护,强力锚杆支护系统能更有效地控制巷道围岩变形。通过对不同锚杆预紧力、锚杆排距、锚杆直径、锚杆长度的模拟支护效果分析,得到了优化参数预紧力为15t、排距为800mm、直径为25mm、长度为2.4m的螺纹钢筋锚杆支护方案。同时,将优化的支护方案进行现场试验,试验结果表明强力支护锚杆系统能更有效地控制巷道变形,明显改善巷道围岩支护效果。     

综采工作面过上山原位留巷技术研究

提出一各回采工作面过上山采空区原位留巷技术,即过上山前加固巷道,然后进行扩巷,采用高强度锚杆、锚索组合支护,在过上山过程中架后实施木垛巷旁支护。分析了过上山巷道支护加固机理,借助数值计算模拟了工作面过上山全过程。在井下试验中,轨道上山顶板最终沉降率为54％,顶板基本保持完整,局部维修后可继续使用,取得经济效益600余万元。该成果不仅拓宽了锚杆支护的应用范围,而且实现了回采工作面连续推进,提高了煤炭资源采出率。     

大采高回采巷道锚杆预应力支护研究

以补连塔矿22309回采巷道为工程实例,分析它在掘进前和回采时巷道围岩变形规律,对在零原应力场条件下,应用FLAC~(3D) 模拟软件对大采高回采巷道进行模拟支护。通过对锚杆不同支护参数匹配方案进行实验,从而得出预应力锚杆的支护原则进行此类巷道的支护。     

柴里矿南皮上山跨采的锚杆支护研究

从柴里煤矿南皮上山巷道支护状况入手, 对其破坏原因进行了分析, 并通过多方案支护试验比较, 提出了高强树脂锚杆支护的设计方案。通过大量的实测数据对加固前后的状况进行了比较, 其结果表明, 采用高强树脂锚杆支护, 较好地控制了南皮上山巷道的变形。     

祁南煤矿动压软岩巷道锚注支护技术研究

根据祁南煤矿82回风上山破坏实际情况,将其分为破坏较轻段、破坏较重段、整体需返修段3种类型,针对这3种情况分别提出了锚注支护方案、施工工艺并对锚注支护的参数进行了选择.经过在82回风上山的实际应用表明,锚注支护不仅能保持巷道的稳定,而且还取得了显著的经济效益.     

组合锚杆在煤巷支护中的应用研究

为了使锚杆支护在松软煤巷中得到推广应用，在蒲白矿务局所属矿井回风顺槽(软煤巷道)中进行了组合锚杆支护的应用研究。现场试验和数值模拟表明,锚固方式、预紧力大小和锚杆布置形式对支护效果有明显影响，采用端头锚固方式、施加预紧力和增加加强锚杆，可以获得良好的支护效果。     

长锚杆(索)在破碎顶板巷道的应用

为了提高软岩破碎顶板巷道支护效果,减小巷道二次维修量,降低巷道支护成本,实现锚杆"三高一低"的支护要求,对铁峰煤矿408回风巷掘进过程中所受应力进行分析,提出了长锚杆支护技术。通过实际应用发现,大锚杆(索)支护技术实现了顶板连续梁作用,降低了巷帮支撑应力作用,减少巷道二次维修成本费用,取得了显著成效。     

高应力软岩巷道灌浆支护技术研究与应用

针对贵州某矿141712运输上山围岩大变形、锚杆索失效严重等问题,运用现场调研、理论分析、室内试验、数值模拟等研究方法分析了软岩巷道围岩变形破坏机制,提出灌浆支护技术并分析其支护原理,设计了"锚杆+锚索+灌浆+双U型钢"的联合支护方案,最后通过理论计算、数值模拟以及工业性试验对设计的控制方案进行了验证。研究结果表明:围岩强度低,自稳能力差、高应力且应力环境复杂、支护构件支护阻力低以及未对关键部位进行加强支护是造成巷道围岩变形破坏的主要原因;采用设计的支护方案后,围岩变形量减少了35%,满足现场应用要求。     

较大采高综采面沿空留巷锚杆索支护技术研究

沿空留巷技术在3 m以上的较大采高工作面中应用较少,经过朱庄矿3625较大采高工作面风巷的试验研究,提出了一种主动的沿空留巷支护技术-巷内采用锚杆支护,巷旁采用锚索加强支护.通过数值模拟正交试验,得出优化后锚杆支护参数.     

大变形锚杆索协调防冲支护的理论研究

在强冲击大变形巷道支护中,锚杆、锚索是否联合协调防冲支护,不仅关系巷道在施工期间的安全,还直接影响巷道支护的长期安全性。结合锚杆、锚索联合对强冲击大变形巷道进行支护时容易普遍出现锚杆、锚索破断的问题,介绍了适合于强冲击大变形巷道支护的大变形锚杆(索)的主要结构特点及其让压性能,并对锚杆、锚索协调防冲原理和设计准则进行了研究分析。在此基础上,通过对大变形锚杆(索)的实验研究,给出了不同冲击条件下大变形锚杆(索)实验设计方法。研究结果对今后强冲击大变形巷道的支护设计施工有一定的参考价值。     

特厚软煤层底板软岩开拓巷道合理支护参数研究

针对虎龙沟煤矿5#特厚软煤层底板软岩开拓巷道围岩的特征,基于锚杆、锚索耦合支护机理,建立有限元数值分析模型,确定了软岩开拓巷道合理的支护参数。结果表明:安全系数SF大于1.2时为安全稳定圈,为保证锚杆锚固到松散破碎带以外的稳定岩层中,顶锚杆长度应大于2.0m;当锚杆安装应力达到6t时,顶板离层裂隙全部产生闭合;采用快装高预应力"鸟窝"锚索增大了杆体的拉拔强度,起到较好的支护效果;合理的表面控制措施对加强支护效果起到重要作用。     

深部厚顶煤巷道高预应力锚索梁支护优化技术研究

赵楼煤矿3302轨道巷为埋藏千米的深井巷道,在原支护条件下顶板沉降量大,围岩变形严重。针对此,采用钻孔窥视仪及地质雷达探测了巷道围岩的破裂区域,并对松动破坏规律进行了分析。根据探测结果,提出了高预应力锚索梁支护优化方案,利用离散元数值软件UDEC对方案优化前后的围岩裂隙分布及锚杆(索)受力进行了分析。数值模拟及现场监测结果表明,提高锚杆(索)预紧力可有效地控制锚固区内顶板离层,增强顶板的完整性;高预应力锚索梁支护方案显著改善了巷道围岩控制效果。     

大埋深泥岩巷道高预应力强力支护方式应用研究

埋深900 m的陈四楼煤矿九采区泵房邻近陈四楼煤矿向斜轴部,掘进过程中揭露一条落差7 m的XF₅正断层,周边巷道较多,空间关系复杂,采用单独的“锚网喷+锚索”支护时巷道严重变形。为解决巷道支护难题,提出了通过提高支护强度,先行采用“锚杆锚索间隔布置+长锚索”先喷后锚让压支护,再进行“锚索注浆+二次锚网加固”的高预应力强力支护方式,对底板采取“锚网带+锚索梁+注浆”加固措施,对巷道进行全封闭式的围岩加固。实践效果表明,该方案支护效果良好,巷道变形量得到了很好的控制,可以满足安全使用。     

锚索测力计在锚杆支护中的应用

锚索的预应力在锚杆支护系统中起着决定性的作用。而锚索在施加预应力过程中由于受锚索材质及巷道条件等因素的影响,存在一定量的预应力损失,严重影响了锚网索支护效果。用测力计可以准确获取预应力损失值,然后通过超张拉达到锚索应需预紧力。     

锚杆预应力对巷道支护效果影响研究

为了确保矿井的安全生产,以理论分析为基础,分析了锚杆预紧力和预应力矩的关系。结合某矿的工作面概况,数值模拟了不同预紧力对锚杆支护的应力场影响和锚杆、锚索联合支护下的附加应力分布。研究得出,高预紧力作用下,锚杆产生的附加应力场较大,锚杆起到了主动支护的效果;在锚杆和锚索联合支护作用下,锚杆和锚索相交区域出现以锚杆为连续带、以锚索为骨架的网状结构,此时的支护作用显著。     

巷道支护参数优化设计及应用

为了节能降耗，巷道施工过程中要求快速掘进并且合理支护，对巷道支护参数进行了优化，基于巷道地质状况，顶板采用高强锚杆、梯形梁进行锚梁支护，使用锚网梁+锚索补强支护；回采巷道外段煤帮采用等强锚杆加缓冲皮垫、梯形梁、片网进行锚网梁支护，并进行了围岩变形观测。研究得出，优化后的巷道支护方案具有较好的支护效果，取得了良好的经济效益。     

新型高预应力锚索及锚注联合支护技术研究与应用

针对现有支护材料及工艺难以适用于深部软岩巷道大变形的支护难题,在理论分析、室内试验的基础上研发了新型高预应力锚索及其配套工艺,该新型锚索可施加初始预应力达70~100 k N,杆体延伸率10%~12%,可有效阻止开挖后围岩的快速变形,保持围岩的整体性和稳定性,并具有成本低、强度高、不易松动等优点;依据典型深部软岩巷道围岩变形特征及破坏机制,提出了以新型高预应力锚索和注浆锚杆为核心的联合控制技术,即支护初期采用以新型高预应力锚索为主,金属网、混凝土喷层为辅的柔性支护;后期进行全断面注浆,内外结合,从根本上提高支护强度。经现场试验证明,该技术能有效提高锚索受力状态,降低围岩变形速率,缩短围岩变形时间,围岩最终变形量只为原支护方案的30%左右,锚索平均受力提高了近4.7倍,取得了良好的支护效果,具有重要的推广应用价值。     

软岩煤巷锚、网、索联合支护研究

经过多次试验研究确定的软岩煤巷锚、网、索联合支护技术，实现了软岩煤层巷道的安全生产。结果表明，该类煤层巷道的支护必须充分应用锚杆支护挤压加固、组合梁、悬吊的综合作用原理，才能达到较为理想的支护效果，及时支护和整体支护是该技术在施工中应用的关键。     

煤巷锚杆、锚索协调支护探析

该文分析了预应力锚索工程特性,指出破断力和锚索工程延伸量是两个主要指标;对锚杆-锚索联合支护作用进行了阐述,探讨了锚杆-锚索协调支护实现的方法和提高锚索延伸量的技术途径。