深井软岩条件下沿空巷道围岩松动圈研究

为了解决深井软岩巷道条件下围岩破碎变形直至破坏的不均匀性和观测结果的不准确性,采用声波法和计算机数值模拟方法对深井软岩沿空巷道围岩松动圈进行了综合研究。通过相互综合、纠正对某矿井巷道围岩松动圈范围进行了分析测试,精确得到了沿空巷道围岩松动圈的范围,为相似条件下的松动圈测试提供借鉴,对巷道支护设计提供依据和指导。     

泥质弱胶结软岩巷道变形破坏特征与机理分析

泥质弱胶结软岩巷道开挖后,围岩变形量大、变形持续时间长,巷道变形破坏严重,即围岩顶板下沉、两帮内挤、底鼓、强流变等,极不利于施工安全与围岩控制。基于榆树井煤矿井底车场巷道围岩松动圈测试、地应力测试、岩石力学性质试验、矿物成分分析及围岩变形与支护结构受力监测等地质力学技术手段,探测了泥质弱胶结软岩巷道围岩松动圈范围,掌握了井底车场地应力分布规律,获得了泥质弱胶结软岩的物理与力学特性,揭示了泥质弱胶结软岩巷道矿压显现规律,反映了泥质弱胶结软岩巷道围岩变形与支护结构受力特征,分析了泥质弱胶结软岩巷道变形破坏特征与机理,给出了巷道优化布置与支护对策,并成功应用于工程实践。     

大松动圈软岩煤巷复合支护技术

针对软岩煤巷受采动影响产生的围岩变形和破坏问题,基于软岩工程力学支护和围岩松动圈理论,探测了巷道围岩松动破坏情况,通过数值模拟和现场观测得出巷道围岩破坏原因,并针对性的提出了以"主被动结合支护"为主体、辅以局部耦合强化的复合支护方案。结果表明:实测结果显示矿井回采巷道属于典型大松动圈;通过采用深锚配合宽钢带支护加强主动支护能力、合理优化煤柱尺寸提高巷道围岩自承能力,并辅以关键部位耦合强化支护的复合支护方式,可实现多种支护方式分区协同承载、整体强化的效果。     

复杂条件下深井软岩开拓巷道变形破坏分析

某矿-650 m开拓大巷地质条件比较复杂,且受到东西相邻工作面回采影响,巷道围岩发生了严重的变形破坏。现场围岩探测分两步：前期围岩松动圈探测和后期围岩钻孔可视化探测,得到了松动圈的范围及围岩裂隙发育情况,同时对比得出围岩破坏范围向深部延伸,松动圈进一步扩大,甚至出现松动破坏现象。根据深井巷道围岩变形规律及其力学特性,在软岩巷道围岩稳定控制理论的基础上,建立巷道受力模型并分析了大巷周围受力关系,提出了倾斜工作面倾向的“传递梁”结构和两工作面顶板垮落后大巷顶板所形成的“局部块”结构。结合现场钻孔可视化探测结果及现场观测,总结出大巷变形特点及造成巷道围岩变形的原因,为大巷二次支护提供理论依据和科学指导,同时为类似矿井开拓巷道的支护提供借鉴。     

软岩巷道围岩松动破坏特征的测试研究

为了解巷道围岩松动破裂状况,在韩城下峪口煤矿3#煤层(三软薄煤层)23303工作面运输巷内布置测试站。站内打定位钻孔,采用电镜内窥记录法直观探测软煤巷道深部破坏的物理特征。通过超声波测试法对巷道围岩松动圈进行了测试,发现测点周边围岩总体上松动圈范围在1.65 m~2.04 m。研究方法及结果可为巷道支护管理和巷道稳定性定量化辨识提供科学依据。     

软岩巷道围岩松动圈厚度测试及演化规律研究

沙吉海煤矿属于第三系软岩矿井,在巷道掘进过程中软岩变形现象尤为突出,利用超声波围岩裂隙探测仪对沙吉海煤矿软岩巷道进行围岩松动范围的现场测试,得出同一巷道不同位置、不同时间条件下巷道围岩松动圈的厚度及其演化规律。根据测试结果,分析支护参数的合理性和可靠性,为类似软岩巷道支护设计提供依据。     

围岩松动圈锚注联合支护技术研究与应用

为解决赵庄煤业西翼胶带巷极破碎软岩的变形控制技术问题,对西翼胶带巷两帮和底板进行了探地雷达松动圈测试,得出了巷道围岩松动圈范围和破碎情况,基于松动圈测试及分析,提出了由预留变形量让压、初次全锚索网喷支护、深浅孔注浆加固、底角锚注加固组成的锚注联合支护体系,并在西翼胶带巷进行了应用。数值模拟和现场围岩变形监测结果表明,全锚索及深浅孔注浆加固下,巷道围岩强度提高,整体性较好,围岩破坏范围大幅减小,巷道表面变形得到有效控制,能够较好地满足巷道的使用,成功地解决了胶带巷大松动圈极破碎软岩条件下的巷道稳定控制问题。     

深部矿井软岩回采巷道围岩松动圈厚度的确定与控制

软岩支护是巷道支护的一大难题,随着开采深度的增加和综放技术的应用,软岩回采巷道受采动压力和围岩压力的影响增大,围岩变形量大,控制十分困难。通过对围岩压力和松动圈分析,提出了松动圈厚度的确定方法和采用锚杆支护控制软岩回采巷道的技术措施。     

软岩巷道稳定性影响因素及其支护理论探讨

根据生产矿山软岩巷道易发生破坏的现象,指出了影响软岩巷道稳定的主要因素是采场地应力、井下爆破和支护设计,并就这三者的影响方式进行了分析。同时,根据围岩松动圈支护理论的合理性,提出了爆破动载(采动)松动圈支护理论,认为:围岩松动圈厚度是动态变化的,软岩巷道的安全支护是使支护系统能承受住生产过程中围岩所产生的最大有害变形。     

钻孔成像方法在巷道围岩松动圈测试中的应用研究

准确确定巷道围岩松动圈的大小对于选择合理的巷道支护方式与支护参数具有重要意义。鉴于目前使用的松动圈测试方法均存在一定的不足,对钻孔成像测试法进行了研究。应用该方法测定了鲁西煤矿3下109工作面轨道运输巷的松动圈大小,确定了巷道围岩的类别,并进行了支护设计,支护效果良好。最后运用计算机数值模拟法模拟了围岩松动圈范围,模拟结果与钻孔成像的现场实测结果吻合。     

岩巷掘进爆破对围岩稳定性影响的研究

利用围岩松动圈理论,计算了深井巷道的松动圈半径;建立了巷道掘进柱状装药爆破对围岩松动圈影响的力学模型,得出了围岩动态松动圈半径的计算公式,为深井巷道爆破掘进过程中巷道的支护设计提供了依据。     

深井回采巷道围岩松动圈监测分析及支护方案的优化

 巷道开挖后,巷道周边岩体将由于应力集中产生破坏变形,形成松动圈。围岩松动圈的大小直接决定巷道围岩变形控制的难易程度。探地雷达是目前矿山最常用的物探手段之一,基于探地雷达松动圈探测机理分析,对轨道顺槽巷道不同断面位置进行了围岩松动圈探测,巷道围岩松动圈范围在1.1m-1.6m之间。分析测试结果得出轨道顺槽巷道围岩松动圈的分布规律,并对巷道的支护方案进行优化设计。     

爆破对软岩巷道松动范围影响的测试与分析

针对巷道掘进爆破施工药量日益增大,促进了岩体内裂隙的扩展,使巷道围岩松动圈增大。根据现场施工实际,对爆破前后围岩的松动圈半径进行测试,分析了巷道掘进爆破施工对巷道松动范围扩展的影响。分析结果表明:研究巷道稳定后的松动圈半径在1.8 m左右,其中爆破振动的影响约占10%,爆破动载对松动圈影响的范围在25～30 m;通过调整支护参数,增加锚杆长度,提高了支护的安全可靠性。最后从爆破参数和装药结构2个方面提出了降低巷道掘进爆破动载强度的措施。     

动压软岩巷道围岩变形特征及综合治理实践

随着煤炭资源的不断开发,软岩巷道的支护问题也严重影响了煤矿企业的安全生产。针对某矿一采区轨道上山软岩、动压的复合型工程特点,从测试段巷道围岩岩性及物理力学性能、巷道围岩位移发展的时间效应特征、采动影响后巷道围岩松动圈特征入手,分析了测试段巷道围岩失稳破坏的原因。研究认为:改善巷道围岩的力学性能,提高围岩的自承载能力,同时提高支护体系强度,使得围岩和支护相互协调,起到共同承载的效果,是治理动压软岩巷道围岩稳定的有效途径之一。提出了锚网喷+锚索+底板锚杆+全断面注浆联合支护技术,通过对支护参数的优化,进行了现场的工业性试验,试验结果表明,测试段巷道受采动影响后,巷道围岩变形较小且趋于稳定的时间短,围岩破碎范围较小,巷道返修率低。     

深部断层影响下软岩巷道变形特征与支护技术

以林南仓煤矿三水平东一输送带通路探巷为工程背景,采用现场监测方法探测了巷道围岩变形破坏特征,详细分析了距离掘进迎头不同位置处围岩变形破坏规律,通过深部位移监测得出巷道围岩松动圈范围,并采用了架喷锚注支护技术改善该类巷道变形破坏严重的状况。现场试验表明:采用U形钢配合注浆及表面喷浆的支护方式,能够有效地控制深部断层影响下软岩巷道的变形破坏,取得了较为理想的工程效果。     

大磨岭煤矿滑动破碎围岩巷道非对称变形特征及控制对策研究

根据神火集团大磨岭煤矿-426m水平西回风大巷的支护现状及滑动构造特殊地质条件,采用现场巷道变形观测及钻孔窥视效果分析总结出巷道围岩非对称变形特征及其影响因素。结果表明,巷道围岩松动圈发育随巷道暴露时间的增加而增大,受层面滑动等影响同断面内松动圈发育呈不对称分布。基于上述研究提出了"长锚杆顶锚索不对称联合支护技术",利用3m长锚杆控制浅部围岩强度,调整锚杆间排距、锚索以及高强底脚锚杆对产生层间滑移变形等关键部位进行加强支护。     

高应力软岩巷道变形破坏特征及机理分析

针对高应力软岩巷道变形量大、变形持续时间长、难支护等问题,以某矿南翼运输石门为工程背景,经过长期的井下观测,认为采动扰动作用下的高应力软岩巷道变形破坏特征呈现明显的阶段破坏特征,根据巷道围岩地质条件建立了分析模型,分析了导致巷道大变形失稳的力学机制,最终确定了某矿南翼运输石门巷道支护应遵循“刚柔互补、长短结合、及时主动、协调在控”的原则。     

厚松散层破碎围岩大巷分阶段支护技术

为了控制新桥煤矿厚松散层破碎围岩大巷持续剧烈变形,采用地质雷达测试围岩松动圈范围,为支护设计提供可靠的理论依据,测试结果表明,围岩松动范围1.5~2.5 m。针对大松动圈破碎围岩特性,采用分阶段支护技术,适时动态控制围岩变形,矿压观测结果表明,采用锚网喷支护形式有效控制了巷道顶板和两帮的初期稳定,采用底板反拱注浆支护形式有效控制了底鼓变形,后期采用帮部滞后注浆有效控制两帮围岩变形。支护方案科学、合理,达到了预期的支护目标。     

深井软岩巷道内锚外架支护技术体系研究及在实践中的应用

 摘要：针对刘庄煤矿西区等候硐室复杂的围岩条件，对深井软岩巷道围岩塑性区半径进行了计算，并对巷道围岩的松动圈进行了测试，提出了内锚外架中间注混凝土支护技术体系。使用内锚外架中间注混凝土支护技术体系，可使巷道围岩形成有机的整体，明显改善了支护体系与巷道围岩的关系，可使支护体系有效、均匀承载。内锚外架中间注混凝土支护技术体系在工程实践中也得到了较好的应用，有效地防止了深部极软岩巷道的围岩变形，解决了刘庄煤矿西区等候硐室围岩的稳定性问题，取得了良好的技术经济效果。     

复杂条件下软岩巷道底鼓综合治理技术研究与应用

陈四楼煤矿北翼-640 m轨道暗斜井在巷道掘进过程中受落差163 m的F₁₈正断层影响,巷道由断层下盘的泥岩、砂质泥岩层位进入断层上盘的K₅砂岩层位施工,岩层破碎,应力集中,巷道底板持续变形严重,针对陈四楼煤矿北翼-640 m轨道暗斜井巷道底鼓持续变形的现象,基于巷道围岩变形机理、松动圈理论、围岩加固理论,通过理论分析、现场试验、矿压观测等手段,提出了复杂条件下软岩巷道底鼓综合治理技术,即:采用“注浆+锚网（钢带）+中空注浆锚索注浆（锚索梁）+混凝土浇筑”的联合底鼓治理技术,有效改善围岩力学性质,提高锚杆锚固基础。现场工程实践表明,该套软岩巷道底鼓综合治理技术有效控制了巷道变形,确保了巷道安全生产使用要求,支护效果明显,对治理软岩巷道底板反复变形和矿井的长期高效安全生产建设具有重大的意义。