平煤八矿硐室围岩控制联合支护技术研究

平煤八矿二水平轨道下山绞车房硐室,采用锚(索)网喷支护以后,硐室两帮开裂、顶板喷层脱落且底鼓严重。采用理论分析、数值模拟的方法,对硐室围岩稳定性进行了分析。研究结果表明,硐室围岩岩性差、地应力高和采动影响是造成硐室围岩收敛和底鼓严重的主要原因。为此,提出了钢丝绳网锚杆支护-底板卸压槽-围岩注浆联合支护新方案,通过现场工业性试验表明,该方案能够有效地控制硐室围岩变形问题。     

深部软岩锚注支护巷道围岩变形机理研究

深部软岩巷道围岩变形控制问题一直是煤矿研究的重点和难点。论文以平顶山八矿丁四采区轨道下山巷道为工程背景,采用现场工业性试验和数值模拟计算,对锚喷和锚注支护两种支护条件下,巷道围岩变形破坏机理进行了研究。研究结果表明:(1)与锚喷支护相比,锚注支护巷道浅部围岩的高应力区向深部围岩转移,巷道浅部围岩处于应力降低区,改善了巷道围岩应力环境;(2)锚注支护巷道围岩的位移量均小于锚喷支护对应位置围岩的位移量,所以锚注支护对巷道顶板和两帮起到有效的控制作用。提出并实施了巷道围岩二次注浆技术措施,研究了注浆工艺和注浆参数。实施后巷道围岩变形得到了有效控制。     

膨胀性软岩巷道支护技术研究及应用

针对山东金阳矿业集团公司石集煤矿-350 m水平三采区轨道下山的施工情况,进行了轨道下山变形破坏机理及支护技术的研究,依据新奥法并给予其新的理论内涵.根据现场膨胀性软岩持续变形的特点,通过改变支护参数、施工工艺、提高支护初撑力等手段,进行了“喷－锚喷－锚网喷”支护技术的工业性试验,对大变形巷道底臌采用了锚注结合的治理方式.按新型支护设计施工后,巷道和底板变形明显降低,巷道状况良好.通过现场矿压监测,试验取得了理想的技术经济效果.     

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。     

动压影响下的软岩巷道加固治理技术研究

针对动压影响下软岩巷道围岩变形强烈、难支护的技术难题,以湾田煤矿运输下山为研究对象,采用理论分析建立了巷道塑性范围计算模型,得出顶部及两帮的最大塑性区范围分别为9.8、13.6m,同时对比分析了动压对塑性区发育范围的影响,得出巷道上覆工作面采动对巷道稳定性存在明显影响。结合巷道围岩窥视结果及理论计算得到的巷道塑性区破坏范围,提出浅部和深部注浆相结合的全断面双壳锚注加固支护技术,并进行了井下工业性试验。实践表明,采用双壳注浆后进行全断面高预应力锚网支护能有效控制强烈动压影响软岩巷道围岩变形。     

采动诱导巷道围岩失稳及其控制技术

任楼煤矿-720轨道大巷受上覆煤层工作面开采影响强烈,巷道变形严重。对此,采用理论分析与数值模拟相结合的方法,分析上覆煤层工作面开采对底板巷道围岩稳定性影响规律,研究采动诱导巷道围岩失稳机理。应用支护结构补偿技术,提出适合此类采动诱导巷道的高强稳定型锚网索支护技术,并进行现场工业性试验。对上覆工作面回采期间,试验巷道围岩变形情况进行长期观测,掌握工作面回采期间巷道围岩变形特征,正确评价支护技术及参数的合理性。     

赵庄煤业复用巷道锚网索注联合支护技术研究与应用

为解决赵庄煤业复用巷道围岩控制难题,采用现场调研、工业性试验等方法,调研发现13092巷超前范围内,帮部锚索出现锚固力大幅度衰减现象,巷道变形破坏严重。基于此,开发了复用巷道锚网索注联合支护技术,设计了顶帮锚网索支护技术和参数、超前注浆加固技术和参数,技术应用于13102巷后,监测了巷道围岩变形情况,结果显示服务期内巷道变形均在可控范围内,表明了锚网索注联合支护技术的合理性和优越性。     

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。     

大跨度硐室在高应力软岩条件下的联合支护技术

针对新桥煤矿北四采区轨道下山绞车硐室围岩性质与地质构造情况,提出了锚网喷+锚索+注浆锚索、壁后二次注浆的支护方案。现场观测结果表明,巷道变形得到了有效的控制。     

新掘巷道支护技术分析与研究

针对鹤煤公司九矿-600 m水平轨道运输大巷新掘巷道支护问题,采用数值模拟和理论方法分析围岩的变形破坏特征,确定支护方式及设计锚杆锚(索)支护参数,并在此基础上确定了锚网喷的联合支护方案。现场工业性试验表明,该方案可有效控制围岩的变形和破坏,保证了巷道的长期稳定及矿井的安全生产。     

深井破碎围岩巷道协同支护技术研究与应用

为解决煤炭资源进入深部开采时破碎围岩巷道支护所面临的变形大、易失稳、难支护等问题，提出“架棚+锚杆(索)+注浆”协同支护方案，运用钻孔窥视确定巷道围岩结构稳定性、裂隙发育特征，FLAC3D数值模拟对比分析常规锚网喷支护、锚注支护及棚锚注协同支护塑性区分布，结果表明：棚锚注协同支护技术较另两种方案表现出更好的支护效果，塑性区分布范围明显减少，应力集中现象得以缓解，支护巷道模拟变形量与工程监测较为接近。工程试验表明：采用常规锚网喷支护、锚注支护巷道仍存在较大变形，不能保持长期稳定，棚锚注协同支护巷道变形明显降低，应用期间顶板下沉量较常规锚网喷支护降低了68%，两帮位移降低了52%，满足巷道支护稳定要求。棚锚注协同支护技术对深部破碎围岩巷道变形控制效果显著，尤其在掘进影响期控制围岩作用表现突出。     

注浆加固技术在十三矿-685 m进风大巷中的应用

针对煤矿开采深度不断向深部延伸,掘进巷道受深部高应力的影响越来越大,巷道围岩整体稳定性差,矿山压力显现越剧烈现象,一般锚网喷加锚索支护无法从根本上控制巷道的变形。总结了平煤股份十三矿-685 m进风大巷注浆加固技术,依据对巷道掘进之后变形监测数据的采集,对巷道变形机理进行分析研究,并对注浆时段进行了合理选择,在对巷道的注浆工艺进行了充分论证的基础上,对巷道进行了注浆。注浆后效果表明:巷道滞后注浆时间段的选择非常重要,巷道在恰当的时间内进行注浆加固施工,能有效控制巷道的变形,巷道注浆后变形量明显减小,岩体的稳定性明显增强,减少了巷道日常维修工作,降低了矿井的生产成本,保障了矿井的安全生产。     

深井破碎围岩巷道变形机理及控制研究

为解决深井破碎围岩巷道的支护问题,针对薛湖煤矿西翼轨道大巷的地质状况,建立了巷道底鼓力学模型,研究巷道围岩的破坏特征及其影响因素,通过分析得出:巷道两帮围岩的破碎起到天然卸压作用,延缓了底鼓的产生,随着帮部岩体的压实,应力继续向底板传递,进而引发了巷道底鼓.据此提出针对深井破碎围岩巷道采用二次支护方法控制围岩变形的方案:即一次支护采用U型钢可缩性支架进行支护、二次支护采用锚注与锚梁网索联合支护,其最大的特点是将传统的滞后注浆改为适时注浆,为锚杆锚固作用的发挥提供支撑平台,提高了支护效率.通过数值模拟优化,确定了最终的支护参数,并进行了现场工业性试验,观测结果表明,巷道变形得到了有效控制,取得了较好的社会经济效益.     

深部高强锚注切顶自成巷方法与验证

针对深部高应力回采巷道围岩控制难题,以我国最大采深矿井——山东泰安孙村煤矿为工程背景,对传统沿空掘巷、锚杆(索)支护巷道进行监测分析,结果表明:巷道围岩变形量大,破坏范围广,锚杆大部分处于强度劣化区内,难以发挥支护作用,锚索受力大,接近极限破断力。为解决上述问题,系统开展了不同煤柱宽度、地应力大小、顶板围岩强度、切顶高度等影响因素下的数值试验研究,建立了顶板应力释放率、侧向支承压力提升率与围岩变形控制率等定量评价指标,对比分析了多种因素下切顶自成巷与沿空掘巷矿压变化规律与围岩控制机制。基于此,提出了深部高强锚注切顶自成巷方法,利用高强锚注提高巷道顶板完整性,利用顶板预裂切缝切断采空区与巷道顶板之间的应力传递,使巷道处于应力降低区。为进一步验证该方法的合理性,利用自主研发的地质力学模型试验系统,开展了模型试验对比研究,高强锚注切顶自成巷围岩应力比沿空掘巷平均降低20.8%,围岩变形量为后者的45.1%,应力释放与围岩控制效果明显。结合上述研究,提出了相应的工程建议,并在孙村煤矿2215工作面进行了现场应用,监测表明该方法有效控制了巷道围岩变形,实现了无煤柱开采。     

动压软岩巷道锚注加固机理与应用研究

随着矿井开采强度不断增大和煤矿井田开采深度日益增加，软岩、动压、深井以及它们的复合型巷道的有效维护已成为制约矿井安全生产的关键问题之一．针对某矿中三轨道石门动压、软岩的复合型工程特点，从巷道的布置层位、保护煤柱设计、支护方案及受采动影响状况等方面入手，分析了石门变形破坏的原因．研究结果认为：有效改善巷道围岩体力学性能，为锚杆支护提供可靠着力基础，从而使支护体与围岩共同作用形成有效承载结构，是治理动压软岩复合型巷道的主要技术途径，并提出了“以锚注加固为基础，关键部位进行加强支护”的“非均匀支护”新技术，进一步确定了该石门主要的锚注加固技术方案和技术参数．确定的方案在现场进行了工业性试验，结果表明，该石门在受上部煤层开采影响时，围岩变形量得到了有效控制，而且围岩变形很快趋于稳定，为矿井的安全生产创造了条件，取得了良好的技术经济效益．     

金川矿区深部高地应力矿山巷道锚网支护技术

金川矿区深部巷道地应力大、岩体破碎的特点凸显，矿山巷道原采用的锚喷支护方法在施工后具有围岩变形量大且持续时间长、喷射混凝土层掉块剥落及锚杆锚固力下降等问题，难以保证巷道安全可靠。通过对矿区巷道变形特征进行调查研究及理论分析，引入锚杆+TECCO网（无喷混凝土）支护技术来解决其支护难题。所研究的锚网支护具备两大特点：①支护过程中不采取喷射混凝土的方式；②结合巷道围岩变形实际情况，采用了通常应用于边坡防护工程中的高强度金属网（TECCO网）。研究表明：①具有高抗拉强度的TECCO网能够在巷道围岩产生变形后，使支护体逐渐与围岩形成一个紧密的整体结构，提高围岩自承能力；②试验巷道采取锚网支护40 d后，围岩变形速率小于0.1 mm/d，说明该支护方式可以有效控制巷道变形；③锚杆+TECCO网支护成本低、作业强度小，可对该矿高效及安全生产发挥积极作用。     

让压与锚注法在软岩巷道中的研究与应用

神火煤电公司葛店矿-600 m轨道大巷属于典型的软岩巷道,围岩具有大变形、高压力的特点,锚网喷加锚索等常用的支护形式已难以控制巷道围岩.软岩巷道可锚性差是造成锚杆锚固力低和失败的主要因素,提出利用锚杆兼做注浆管,可实现锚注一体化.基于数值模拟和现场观测,采用先让后抗的原则,在合适的时机进行了锚注支护.让压与锚注法在-600 m轨道大巷的应用结果表明:该技术能有效控制软岩巷道围岩的变形,是一个支护的新途径.     

动压巷道锚注支护数值模拟研究

锚注支护将锚杆和注浆加固结合在一起，实现了锚注一体化．通过注浆将破碎围岩胶结成整体，改善围岩的结构及其物理力学性质，提高了围岩的强度，真正实现了围岩本身作为支护结构的一部分，大大提高了支护结构的承栽能力．本文采用大型有限元数值模拟软件ANSYS，对动压巷道锚注支护前后围岩变形破坏规律进行了数值模拟，对锚注支护前后围岩的应力、位移及塑性区的变化情况等进行了系统分析，结果表明锚注支护显著提高了围岩的强度和承栽能力，有效的控制了动压巷道的损伤变形．     

网壳锚喷支护结构在软岩巷道中的应用研究

论文基于网壳锚喷支护结构在某矿高应力软岩巷道中的应用，介绍了钢筋网壳锚喷支护结构的特点、施工工艺及技术要求。为了解该结构的力学性能，校核网壳支架设计，优化支护参数，进行了围岩位移、巷道收敛与支架变形等三方面的现场测试，并对测试数据进行分析，最后进行了技术效果和经济效益综合评价，为其在高应力软岩巷道中推广应用提供了可靠的依据。