深部软岩巷道锚固结构失稳机理及支护技术研究

针对深部软岩巷道锚固承载能力易折损,导致围岩结构失稳损坏的问题,研究其支护加固技术。首先描述了围岩失稳机理,对锚固结构强度弱化与承载能力衰减进行分析,然后根据巷道围岩锚固结构失稳过程、原理与失稳控制机理,提出一种支护技术方案,并将该结构支护补偿策略应用于煤矿某巷道围岩锚固结构失稳点,结果表明该方案能有效控制软岩巷道围岩变形。     

冲击载荷作用下巷道支护方案优化研究

针对老虎台矿深部开采矿震频繁的问题,对动静载耦合作用下的巷道支护方案进行优化。建立了动静载耦合作用下的数值模拟,分别对巷道在"无支护"、"锚杆+锚网支护"、"锚杆+锚网+U型棚复合支护"和"锚杆+锚网+O型棚复合支护"4种支护方案进行冲击载荷模拟,"锚杆+锚网+U型棚复合支护"方案巷道围岩的破坏深度为1~1.7 m,围岩受力均匀、破坏范围较小,对围岩控制的整体效果较好。对不同动载荷大小条件下的支护效果进行模拟,当动载荷大于70MPa时,巷道的围岩破坏范围超过了锚固区域,围岩的应力条件变差,巷道易发生失稳。该支护条件下动载的极限承载能力为70 MPa。     

淮南深部巷道挤压变形及其控制对策

为了研究高地应力软岩巷道挤压变形及其控制对策,根据实测地应力值和围岩力学参数,分别从基于Hoek-Brown准则的解析计算和有限元数值计算进行了围岩稳定性分析,计算结果显示巷道变形失稳严重,拱顶位移和底臌量大,与现场情况吻合;此外,根据Hoek挤压变形等级曲线判定该巷道围岩变形为非常严重的挤压变形。基于深部巷道围岩稳定性控制理论和"分步联合支护"理论制定了控制围岩挤压变形的支护方案,通过有限元数值软件计算和现场监测验证了该支护方案的效果,结果表明所提出的支护方案能够有效的控制围岩挤压变形。     

破碎软岩巷道棚索联合支护技术

基于泉店煤矿地质条件,对东翼采区辅助轨道上山巷道变形失稳进行了现场调查,对巷道变形破坏原因进行了分析,提出采用U型钢+锚索+壁后注浆的联合支护技术对破碎软岩巷道围岩进行控制。通过现场工业性试验验证,该支护技术能够有效控制巷道围岩变形,满足高效安全生产的要求。     

扰动影响下松软岩层巷道围岩控制研究

针对郑煤集团某矿28采区变电所巷道围岩失稳现状,采用数值模拟及松动圈测试方法对其失稳特征进行了深入分析,并提出具体有效支护方案。分析表明:巷道围岩松软破碎,受采动及上方永久煤柱支撑压力的影响后围岩松动圈范围较大,巷道围岩严重失稳,采用U型钢封闭支架+注浆+锚索+钢丝网联合支护方式,提高巷道围岩支护强度,解决此类支护难题,具有较高的理论意义和实用价值。     

常村矿新掘双轨石门软岩支护工程设计

为了解决常村煤矿软岩巷道难以支护、变形失稳的问题,根据常村煤矿软岩巷道变形失稳特征和对新掘双轨石门围岩稳定性分析,提出了用预留变形量初步加固→围岩释放压力后二次加固即"滞后二次加固"的方法控制围岩进一步变形失稳,实践应用表明该支护方案的实施,有效地控制了巷道顶板的下沉和两帮的收敛,取得了预期的支护效果,为解决复杂条件软岩巷道支护问题提供了有效方法.     

基于FLAC3D数值模拟的深井软岩巷道稳定性及支护方案设计研究

为了解决深井软岩巷道变形破坏严重及支护困难的问题,采用数值模拟手段及井下现场工业试验对深井软岩巷道的稳定性及支护方案进行了研究。结果表明:与矩形巷道相比,采用拱形巷道作为巷道断面的布置形状,能够有效改善巷道开挖后周边围岩的受力状态及应力值,能够在一定程度上增强巷道的稳定性;在对铜辉铜矿业深井脉外运输软岩巷道原支护现状进行相关分析的基础上,提出了"锚网+喷射混凝土+钢支架支护"的复合支护技术,经过井下现场工业试验可知,采用该复合支护方案能够有效控制软弱破碎围岩巷道的变形破坏。     

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。     

软弱泥化巷道破坏机理及修复控制技术研究

化乐煤矿1#轨道石门为软岩巷道,巷道开掘后变形破坏严重。通过现场调研、理论分析、巷道围岩组分分析、围岩结构探测,确定底板无支护、围岩遇水软化及原支护强度低是造成巷道失稳破坏的主要原因。针对软弱泥化巷道变形破坏特征,设计采用U29型钢支架+锚网喷+底板锚索+注浆联合支护方式控制围岩变形。对该方案进行现场工业性试验,并进行围岩变形监测。结果表明,石门变形得到有效控制,巷道满足安全生产要求。     

双鸭山东荣二矿动压巷道破坏分析及支护技术

东荣二矿17煤层围岩强度低,原设计支护形式不合理,在深井自重应力、构造应力及上位煤层开采引起的采动集中应力的叠加作用下,巷道围岩载荷超过其极限强度而破坏失稳。采用"锚杆+钢带+锚索+金属网+喷浆"的联合支护方案,有效控制了巷道的变形破坏,取得了良好的技术经济效果。     

采动影响下软岩巷道围岩稳定性控制技术

为了有效控制新元矿3107工作面采动影响下软岩巷道围岩的合理变形,通过分析软岩巷道变形规律及失稳特征,提出了"高预紧力锚杆+帮部锚索+底角锚杆"的围岩支护方案,并对采动期间围岩变形量和围岩变形速率进行持续监测。结果表明:3107工作面运输巷在现有支护方式下围岩变形量合理,满足安全生产要求。     

千米深井软岩大断面巷道支护技术研究

为解决深部矿井复杂地质条件下泵房围岩急剧变形失稳的问题,以王楼煤矿-1150泵房为工程研究背景,分析了该泵房所处的地质情况,并基于巷道支护的强支护与让压原理,提出了锚网索+椭圆钢筋混凝土+让压环复合型支护体系。矿压观测结果表明,该支护体系有效控制了巷道围岩变形,能够保证泵房围岩的长期稳定。     

深井破碎围岩大断面巷道支护技术

针对深井破碎围岩大断面巷道支护困难的问题,以平煤六矿戊二轨道上山段为工程背景,采用数值模拟方法研究深井巷道围岩破坏失稳问题,分析原支护方案不能达到预期支护效果的原因.在原支护方案的基础之上提出以"预留变形+普通锚杆+普通锚索+注浆"的综合治理技术.结果表明,新支护方案可以降低各部位塑性区深度,提高围岩的整体稳定性,加强巷道的承载能力,可以有效治理深部围岩巷道支护问题.     

基于偏应力场的巷道围岩破坏特征及工程稳定性控制

针对巷道围岩破坏机理及稳定性控制问题,采用岩石力学等相关理论推导了巷道围岩偏应力场的解析解,分析了圆形巷道围岩在不同情况下的分布情况,建立了偏应力场与塑性区分布的本构方程,表明塑性区半径与极坐标的角度和偏应力是密切相关的,可呈不规则分布;结合工程实际,采用数值计算模拟分析了垂直应力大于水平应力时(侧压系数λ=0.4)和水平应力大于垂直应力时(侧压系数λ=1.6)不同应力状态下的巷道围岩偏应力和塑性区演化过程;根据现场调查及塑性区演化特征,提出在不同侧压系数下巷道围岩可形成典型正对称失稳模式和典型角对称失稳模式,并分析了这两种破坏模式的巷道围岩支护误区,以及相应的控制原则与关键技术。结合木孔煤矿和高坑煤矿的工程实践,应用了以"锚杆+锚索"支护为主,以提高两帮稳定性目标的"高强刚桁架"综合支护技术;以及以"关键部位注浆",发挥内、外耦合作用的"锚杆+U型钢+锚索"综合治理方案。工程实践表明,所提出的支护方案分别能对正对称失稳巷道和角对称失稳巷道围岩变形能起到较好的控制效果。     

深部高应力软弱围岩支护方案评价及优化

针对深部高应力巷道围岩难支护问题,以江西曲江矿西大巷为例,采用数值分析对返修支护方案进行评价和优化.在原返修支护方案的基础之上,设计了"锚网+U29半圆钢架+围岩胶结注浆"联合支护为主的4种工况,并对它们进行了计算和分析.结果表明在进行"锚网+U29棚架+围岩胶结注浆"联合支护的同时布设底角锚杆可以减少顶板和两帮的移近量,而且还可以减少底板塑性破坏单元区域.最后,给出了巷道围岩的整体返修优化方案和具体支护参数.该研究对控制深部矿井巷道围岩的变形具有重要工程价值.     

软岩巷道支护数值模拟研究及工程实践应用

针对软岩巷道围岩变形量大、支护困难等问题,以平舒煤矿轨道大巷为工程背景,利用FLAC数值模拟软件对比分析不同支护方案下巷道围岩变形特征,提出了"锚—网—喷—注浆"的联合支护方案;工程实践表明:该支护方案有效的降低了巷道围岩变形量,避免了巷道围岩失稳破坏,同时证明了该支护参数的合理性。     

基于自稳隐形拱理论的高地应力软岩巷道支护

基于自稳隐形拱原理的高地应力软岩巷道支护设计是在围岩具有自承能力的基础上,通过对巷道围岩的应力进行分析,找出拉、压应力的分界线。并得出了极限自稳隐形拱是地下巷道围岩可能失稳的最大区域边界。本文运用FLAC3D数值模拟计算方法对巷道进行了分析研究,验证了自稳隐形拱与极限自稳隐形拱的曲线方程,提出了合理巷道断面+爆破最佳位置+锚网索的支护方案。现场施工监测表明,该设计方案可以有效控制该类围岩的稳定。     

采动敏感型底板巷道支护技术研究

某煤矿底板巷道受上覆煤层开采影响时,变形失稳严重,支护困难。在矿区地应力场、围岩力学性能测试的基础上,对巷道失稳状况进行了调查,实测了巷道围岩变形的基本规律,分析了巷道失稳的机制,提出了基于采动敏感型巷道的控制围岩稳定的支护机理;同时针对工程实践,提出高强度预应力锚杆为基础,巷道关键部位加强支护及二次注浆加固技术方案,并在现场进行了工业性试验。实践表明,提出的支护对策可有效的控制巷道围岩稳定,具有广阔的推广应用前景。     

深部挤压性软岩巷道围岩稳定性控制对策

淮南潘一东煤矿-848 m主胶带机大巷为典型的深部高地应力挤压性软岩巷道,现场调研、FLAC3D数值仿真计算、挤压变形等级评定均表明该巷道开挖后围岩产生了非常严重的挤压大变形,主要表现为变形量大、变形速率高、收敛速率小、变形时效特性显著,巷道稳定性控制非常困难。并分析了挤压变形的主要影响因素包括地应力、岩性、巷道群扰动、底板失稳等。针对主胶带机巷挤压大变形特征,基于深部岩巷围岩稳定性控制理论及"分步联合支护"理论制定了控制围岩挤压变形的支护方案,通过数值模拟和现场监测验证了该支护方案的效果,结果均表明采取该支护方案后围岩变形速率显著降低,并在较短时间内变形趋于收敛稳定,支护方案支护效果良好,能够有效的控制围岩挤压大变形。     

特大断面开切眼二次掘进合理支护参数

对竹林山煤矿1408工作面特大断面开切眼的支护机理进行了分析,提出了采用二次掘进的施工方式以及"锚杆+金属网+钢带+锚索+单体柱"的支护方式。运用工程类比设计了具体的巷道支护参数,并对支护参数进行了理论验算。现场的顶板离层监测结果表明,设计的特大断面开切眼支护方案能够有效控制巷道围岩变形,确保巷道围岩处于稳定状态。