特厚顶煤大断面全煤巷道高预应力锚杆(索)支护机理及应用研究

塔山煤矿3-5~#煤层8105工作面5105辅运巷为特厚顶煤大断面全煤巷道,受多种因素影响巷道支护困难。采用单轴、三轴压缩试验对比研究了煤体在不同围压下的破坏特征;揭示出锚杆、索的高预应力可使巷道顸煤和巷帮煤体由二向或低围压三向受力状态变成高围压三向受力状态。数值模拟结果表明,锚杆、索施加的高预应力并配套合理的护表构件可形成有效压应力区并实现预应力在煤体中的有效扩散,因而在保证可锚的前提下应尽量提高锚杆、索的预紧力,并采用合理配套的护表构件。5105辅运巷现场试验表明,高预紧力使得掘进与回采期间锚杆与锚索受力变化不明显,有效控制了巷道围岩强烈变形。     

煤矿松散煤层破碎顶板巷道支护技术研究

安阳煤矿1512工作面胶带巷沿5号煤层顶板掘进,煤层松散顶板破碎,巷道支护难度大。通过现场原位测试地应力大小和方向、顶帮煤岩体强度和节理裂隙发育情况、顶底板岩石矿物成分分析等手段,揭示巷道变形机理为煤层强度低且松散,顶板砂质泥岩完整性差,顶底板岩石黏土矿物含量高遇水易软化和膨胀,加之锚杆锚索预紧力低且护表构件面积小,锚杆锚索预紧力不能实现有效扩散,巷道初始支护强度低,以上因素综合影响致使巷道产生较大变形。针对性提出以提高锚杆锚索预紧力并增加支护构件护表面积为技术核心,设计了巷道支护方案,进行了现场试验,矿压监测结果显示,高预紧力锚杆锚索+喷浆支护的协同控制技术方案,基本解决了安阳煤矿松散煤层破碎顶板巷道支护难题。     

高瓦斯动压煤巷变形机理与控制技术

为解决岳城煤矿高瓦斯动压巷道瓦斯抽采后围岩变形大、支护困难的问题,采用现场调查和矿压监测方法,测试了巷道围岩的地质力学参数,深入分析了围岩变形破坏特征与机理,提出高预应力高延伸率锚杆锚索+强力护表构件+补强锚索强帮强顶控制技术,并进行现场应用。矿压监测数据显示:在掘进期间,锚杆与锚索受力比较稳定;巷道在工作面回采期间,两帮最大变形量为249mm,顶底板最大移近量为262mm,满足正常生产要求。应用结果表明:该支护技术明显改善了围岩的应力分布,提高了围岩的整体承载能力,能够有效控制高瓦斯动压巷道围岩的大变形。     

高预应力强力锚杆支护技术在大断面巷道中的应用

在分析了沙曲矿大断面巷道地质和生产条件的基础上,结合原有支护存在的问题和高预应力、强力锚杆支护理念,提出了24305胶带巷的高预应力强力锚杆支护设计,提高锚杆钢材的屈服强度,加大护表构件的护表面积及强度,提高锚杆和锚索的预紧力,充分调动围岩的自身承载能力,真正实现主动支护。井下实践表明,高预应力锚杆支护能有效控制围岩变形,大断面胶带巷的高预应力锚杆支护实践取得了满意的效果。     

松散破碎煤巷高预应力锚杆支护技术研究及应用

针对松散破碎煤层条件,提出高预应力锚杆支护设计原则,认为大幅度提高支护系统的初期支护刚度与强度及护表构件面积,保持围岩的完整性,减少围岩强度降低。高预应力锚杆支护技术成功应用于石炭井焦煤公司松散破碎煤层巷道,巷道变形控制在7%以内,巷道支护状况发生了本质改变。实践证明,高预应力锚杆支护技术可有效控制围岩变形与破坏。     

动力显现条件下大断面下山巷道锚喷支护技术研究

分析砂墩子矿动力显现条件下的大断面巷道原有支护失效的原因,运用高预应力一次支护理论,通过加大锚杆锚索的预紧力和增大构件的护表面积,提高初始一次支护的刚度和强度,并用数值模拟优化了支护参数。井下试验表明,锚杆锚索受力正常、巷道变形处于安全可控范围,实现了锚喷一次支护。     

顶板砂岩含水“三软”破碎煤层小煤柱护巷技术研究

在地质力学现场测试、岩石成分分析和井下可锚性试验的基础上,指出顶板砂岩含水、胶结性差,小煤柱侧煤体破碎严重、采空区积水渗漏,底板强膨胀是造成巷道破坏的主要原因;提出了自承拱、强化护表能力、全长高预应力锚固、支护系统相互匹配、锚固层位选择等支护理念,采用高预应力全长锚固锚杆和锚索成功支护了顶板砂岩含水"三软"破碎煤层小煤柱护巷巷道。在回采期间,巷道煤柱侧帮平均移近量为388.9mm,顶板下沉量最大为261mm,基本杜绝了巷道维修,工作面平均推进速度达到7.5m/d。     

锚杆锚索同排协同支护在南关矿的应用研究

针对南关矿高水平应力条件下三采区轨道巷变形量大,难于支护的问题,以锚杆锚索同排协同支护思想为指导,通过现场观测、数值模拟及理论分析,对巷道掘进后围岩中应力演化规律及变形破坏机制进行了研究,提出锚杆锚索同排布置协同支护方案,对比了原支护方案及优化支护方案的预应力场和围岩变形情况。结果表明,锚杆、锚索布置方式及预应力协同后,最大限度发挥了锚固构件力学性能,提高了围岩的自承能力,减小了巷道围岩变形量。现场应用与监测数据表明,锚杆锚索同排协同支护方案具有良好的支护效果,可以有效控制巷道围岩。     

松软厚煤层留顶煤动压巷道围岩综合控制技术

针对松软厚煤层留顶煤动压巷道的地质特点,以阳泉某矿81206回风巷为例,在原支护参数分析与支护效果评价的基础上,对支护参数选取原则和巷道围岩控制方法进行研究。通过井下地质力学测试、围岩变形破坏特征分析,提出高预应力全断面锚索支护的综合支护技术,并开发了高强度、大面积护表构件。井下实践表明,"高预应力全断面锚索支护"综合围岩控制技术,能够解决松软厚煤层留顶煤动压巷道的支护难题,保证巷道安全。     

近距离煤层下层动压巷道支护技术研究

针对近距离煤层群下层动压巷道的地质特点,以山西某矿回采巷为例,在原支护分析和效果评价基础上,采用FLAC^3D有限差分程序,对巷道围岩应力分布规律、塑性破坏范围及支护改进措施进行研究。通过井下地质力学测试、围岩变形破坏特征分析,提出高预应力全断面锚索支护技术,并开发了高强度、大面积护表构件。井下实践表明,高预应力全断面锚索支护技术,能够解决近距离煤层群下层动压巷道支护难题,保证巷道安全。     

厚顶煤大跨度开切眼锚杆锚索支护技术

通过现场实测某矿厚顶煤大跨度开切眼围岩破裂发展发育规律,在总结目前矿方支护方案存在问题的基础上,分析了高强度高预应力锚杆锚索支护机理。采用数值模拟与已有经验相结合的方法,确定出合理的锚梁网索支护设计,在井下工业性试验中,有效控制了厚顶煤大跨度开切眼软弱破碎围岩的强烈变形,对矿区类似条件下,巷道围岩支护具有重要指导意义。     

锚杆锚索联合支护在松软破碎煤层巷道中的应用

某矿150109运输平巷围岩煤质松软,煤壁极易片帮,巷道成型较差,顶板比较破碎,给顶板支护带来很大困难。为此利用地质力学测试及钻孔窥视的方法来了解顶板的基本形态,采用动态信息支护设计法对该巷道的支护参数和方式进行研究确定并在现场进行了应用。根据巷道中安装的综合测站监测数据,表明提出的高预应力锚杆锚索联合支护是该类松软破碎煤层巷道的有效支护手段。     

煤矿预应力锚杆支护技术的发展与应用

介绍我国煤矿巷道锚杆支护技术的发展过程,分析预应力锚杆支护作用机理与影响因素,确定锚杆预应力设计的原则是控制围岩不出现明显离层与拉应力区,得出不同锚杆的预应力取值范围,分析影响锚杆预应力的主要因素。论述预应力锚杆与锚索对支护材料的要求,介绍高强度、高延伸率锚杆与锚索材料力学性能,高预应力施加方法与机具。最后,介绍预应力锚杆与锚索支护在复杂困难巷道中的应用,包括支护形式与支护效果。指出预应力锚杆与锚索支护,必要时进行注浆加固,是一种复杂困难巷道有效的支护形式。     

潞安矿区深部高地应力大变形巷道锚杆支护设计方法

针对潞安矿区深部与复杂困难条件下的巷道支护,采用高预应力、强力锚杆支护系统,着重探讨锚杆支护的设计方法,解决深井复杂困难条件下巷道支护难题,在保证巷道支护效果和安全程度的前提下,大幅度降低锚杆支护密度,提高掘进速度。     

沿空巷道三维锚索支护机理研究

在对比三维锚索支护技术与普通锚杆支护技术原理、支护特点等异同点的基础上,结合王庄煤矿5218风巷的生产地质条件,采用FLAC3D建模对沿空巷道三维锚索支护机理进行了研究,着重探讨小煤柱沿空巷道三维锚索支护对围岩的控制作用.研究结果表明:三维锚索可在围岩表层附近及时形成承受高支承应力的组合拱结构,增强围岩整体应力强度和围...     

全长预应力结构防止钻孔瓦斯积聚技术研究

高瓦斯矿井锚杆锚索孔内高浓度瓦斯积聚,工作面回采过程中由于锚杆锚索各构件在高速旋转过程中相互碰撞或端头支架与锚杆锚索头碰撞产生火花而引燃锚杆锚索孔中高浓度瓦斯造成安全事故。分析了锚杆孔中瓦斯罐的形成及瓦斯燃烧因素,井下实测了锚杆支护巷道中瓦斯含量,并对结果进行了分析。论述了实现全长预应力结构的技术措施,并在井下进行了工业性试验。由于采用了全长预应力结构的锚杆锚索组合支护系统,锚杆与孔壁之间的间隙被锚固剂完全充填,不仅支护效果良好,而且消除了高瓦斯矿井锚杆支护巷道中瓦斯罐的隐患。     

全锚索支护软弱煤层碎胀顶板巷道的探析

赵庄煤矿3号煤层井田由于受到多期地质构造的影响,煤层松软破碎,顶板碎胀易剥落,巷道破坏严重:顶板下沉易冒落,巷道移近量大,底鼓严重,有的地段达到1m,支护难度较大.根据赵庄煤矿巷道围岩变形特征,设计采用高预应力短锚索支护巷道顶板,通过大幅度提高巷道支护体系的强度和刚度,有效地抑制围岩变形.在井下的试验中,采用了高预应力...     

深井厚复合顶采空区上方煤巷支护技术及应用

分析了深井厚复合顶板采空区上方煤层巷道的支护难点和特点,提出了围岩强化控制技术和此类巷道的锚杆支护方案,介绍了应用于淮南某矿深井厚复合顶板采空区上方煤巷锚杆支护的成功经验。实践证明,高预应力高强锚杆组合的围岩强化控制技术是控制深井厚复合顶板采空区上方煤巷围岩变形的有效方法。     

预应力全长锚固锚杆抗剪作用分析

通过有限差分软件FLAC3D模拟计算了预应力全长锚固锚杆抗剪作用,着重探讨了围岩强度、锚杆以及预紧力对节理面抗剪性能的影响。模拟结果得出:节理的抗剪性能受到围岩强度的显著影响;加锚节理的抗剪性能由于锚杆与围岩组成的系统抗剪刚度提高,使得节理的抗剪强度提高;预紧力的施加一方面提高了支护系统的刚度,另一方面使得锚杆轴向力相对于节理面法向分量增加,提高了节理的抗剪性能。     

大倾角煤层小煤柱巷道锚杆支护数值模拟研究

通过对锚杆加固小煤柱护巷机理的分析,并模拟不同支护形式下小煤柱巷道的稳定性和围岩变形量,得出高强锚杆支护可有效控制巷道围岩变形,保证巷道安全和煤柱稳定,是小煤柱巷道最有效的支护形式。