深部巷道围岩松动圈稳定控制理论与技术进展

围岩松动圈支护理论是在研究巷道围岩物理和力学状态的过程中发展起来的一种实用性岩层控制理论,近30年来在围岩松动圈支护对象与围岩分类、大松动圈围岩控制理论与技术、松动圈测试技术等方面取得长足的进步,深部巷道围岩控制的核心是确定支护对象并形成支护-围岩稳定结构,围岩的破裂膨胀及破裂后块体非连续变形构成的形变压力是巷道支护的对象。巷道围岩松动圈分类是建立围岩稳定性评价方法的核心内容,旨在正确评价围岩的支护难易程度、确定主要支护对象、优化支护参数和提出合理的施工工艺,为此形成深部大松动圈围岩综合指标分类法。深部巷道松动圈支护技术开发出被动支护、主动支护、改性加固技术、应力转移技术、联合支护等5大类围岩控制技术;形成以锚杆(索)为主体支护的多种支护方式并存的巷道支护体系,解决了大量巷道支护难题。巷道围岩松动圈厚度值可通过理论分析、相似材料模型试验、数值模拟、现场实测及智能预测方法获得;开展深部巷道围岩松动圈现场实测,可在理论与试验方面不作任何假设,能得到准确可靠的数据。探讨分析围岩松动圈测试与深部巷道大松动圈围岩支护中存在的技术难题及应对措施,可为深部巷道支护设计研究提供借鉴思路。     

含软弱夹层巷道围岩失稳机理及控制技术研究

为解决滇西某铅锌矿在转向深部开采过程中面临的巷道变形失稳加剧与支护结构破坏严重等问题。通过岩石矿物成分分析、地应力测试和松动圈测试分析围岩失稳机理，建立数值模型分析开挖后和现有支护下围岩变形情况。发现研究段属于高应力作用下的急倾斜薄层状破碎岩体，巷道薄弱部位为软弱夹层区域，根据围岩松动圈理论，提出了锚喷+薄弱部位补强+全断面钢拱架主被动联合支护的优化方案，有效控制了围岩变形破坏。研究结果为类似大埋深、高应力、含软弱夹层巷道围岩的稳定性控制提供了借鉴。     

松动圈测试技术及其在巷道支护中的应用

为了研究注浆对破碎围岩巷道支护条件的改善情况,进行了围岩松动圈测试,对松动圈大小进行测定,并根据不同支护形态下巷道围岩松动圈的大小对比支护效果及实施支护后巷道围岩稳定性。结果表明,围岩碎胀变形量与松动圈大小和支护情况密切相关;注浆后松动圈厚度明显减小,未注浆段松动圈厚度为1.5 m,注浆段仅为0.4 m;松动圈大小不仅与围岩的岩性、构造、巷道断面情况等有关,还受到巷道所处范围内地应力及具体施工的影响。     

深井软岩巷道围岩松动圈测试及支护技术

运用围岩松动圈支护理论,对某矿+588水平大巷新开挖的20 m软岩巷道进行了围岩松动圈测试,确定松动圈厚度在1.06~1.70 m之间,属于中松动圈一般不稳定围岩,原支护方案不能有效控制围岩稳定性,依据测试结果对原支护形式进行了优化,并通过现场工业试验对优化后的支护方案进行了验证。结果表明,该支护方案有效地控制了巷道围岩变形,确保巷道的长期稳定和安全使用。     

深部厚煤层回采巷道围岩破坏机制及支护优化

为了研究深部厚煤层回采巷道围岩破坏机制及支护对策,基于地质条件分析,采用钻孔窥视仪和地质雷达探测了巷道围岩的破坏模式及规律,通过模拟研究得到围岩的破坏机制,针对性的提出了锚网带与预应力锚索梁耦合让均压的优化支护方案和参数。结果表明:围岩由表面向内部破坏程度依次减弱,形成3~4个破裂区,前2个破裂区为松动圈。松动圈分布在煤层和底板泥岩中,其中顶部围岩松动圈平均深度3 m,易产生离层。煤层越厚巷道越易失稳,其破坏机制是顶板锚杆处在破碎区,产生锚固端滑脱或整体冒落。通过现场支护试验,验证了优化支护方案和参数,有效地控制了厚煤层回采巷道稳定性。     

围岩松动圈支护理论在煤巷支护设计中的应用

根据围岩松动圈支护理论,在屯兰矿12501运输巷道内应用PHD-2型松动圈测试仪进行围岩松动圈范围测试,确定松动圈厚度值LP并进行松动圈分类。由测试结果可知,巷道围岩松动圈厚度在1.3~1.5m之间,属于中松动圈Ⅲ类一般围岩,应按照悬吊理论设计支护参数,从而确定适用于巷道地质条件的支护方案。通过对支护方案进行现场试验并监测巷道表面位移量,证明巷道变形量小,顶底板最大移近量小于26mm,两帮最大移近量小于36mm,围岩保持稳定。这表明根据围岩松动圈理论设计巷道支护方式及参数是合理可靠的,为屯兰矿巷道支护设计提供了技术参考。     

复杂地质条件下巷道交叉点支护技术数值模拟分析

为得到有效控制交叉点变形的支护体系,利用实验室设备,测出巷道围岩坚固系数、水崩解情况及松动圈范围,采用数值模拟的手段确定巷道的支护方式为U36型钢+注浆+4m锚杆支护,通过巷道矿压观测可知:巷道围岩变形得到有效控制,该支护方式满足巷道的支护要求。     

复杂条件下巷道交叉点支护技术数值模拟分析

为得到有效控制交叉点变形的支护体系,利用实验室设备,测出巷道围岩坚固系数、水崩解情况及松动圈范围,采用数值模拟的手段确定巷道的支护方式为U36型钢+注浆+4m锚杆支护,通过巷道矿压观测可知:巷道围岩变形得到有效控制,该支护方式满足巷道的支护要求。     

基于松动圈理论的破碎软岩巷道支护研究与应用

首旺煤矿综采工作面回采巷道顶板破碎,围岩软弱,变形量较大。基于围岩松动圈理论,对首旺煤矿回采巷道的破碎机理和围岩变形机制进行分析,并根据围岩松动圈支护理论,确定锚杆支护的具体参数,设计采用锚杆+注浆联合支护来控制巷道的破坏变形。基于数值模拟结果,对支护后工作面回采巷道的屈服破坏特征、巷道围岩垂直应力、巷道围岩位移特征进行了分析。现场工业试验表明,采用锚杆+注浆联合支护技术后,巷道顶底板移近量和两帮移近量明显降低,巷道完整稳定,可以很好的控制破碎软岩巷道变形,提高巷道的整体稳定性。     

基于松动圈理论的巷道支护设计

为科学确定金鼎煤矿巷道掘进过程中锚杆支护参数和支护方案,采用单孔声波法对井底车场巷道不同断面进行了松动圈测试。依据围岩松动圈测试结果和松动圈支护理论,确定了支护参数和支护方案。结果表明,单孔声波法能够探测围岩松动圈范围,可据此指导巷道支护参数的确定。     

岩体结构对岩石爆破效果的影响

分析了爆破冲击波的传播特点，指出了对岩石破坏最大的是拉伸应力波，并对岩体结构对岩石爆破效果的影响进行了探讨。     

深部软岩巷道围岩变形及控制技术研究

巷道变形破坏机理围岩稳定性因素的研究对巷道支护具有非常重要的指导意义,在现场实测的基础上,运用统计、及实验室取样测试等研究方法,对恒源公司巷道变形破坏特征、原因进行研究,并找出影响动压巷道围岩稳定的因素。     

我国岩石爆破性分级

阐明了岩石爆破性的真正含义，提出了岩石爆破性分级的合理判据，建立了岩石爆破性指数公式。     

柳海矿软岩巷道围岩控制技术

基于柳海矿巷道围岩松软、抗压强度低、遇水膨胀崩解、泥化松软、受压产生流变等典型软岩特征,在采用X射线衍射试验对煤,顶板泥岩成分的分析和现场调研的基础上,指出软岩的岩性、应力场变化、水以及时间因素是该矿软岩巷道失稳的主要原因,并据此提出合理选择巷道断面形式、提高围岩自稳能力、围岩注浆加固、非均称控制的巷道支护原则和支护技术关键,以及预留变形空间、高强高阻预应力变形控制与化学浆液封闭加固的综合控制技术.现场实测分析表明,该技术能够成功控制该矿1105工作面运输巷的稳定.     

深部复合岩层巷道围岩控制技术

针对深部矿井岩石巷道围岩整体变形量大、持续时间长、局部破坏严重的支护难题,以朱集矿-965东翼轨道大巷为工程背景,在进行系统地质力学测试、围岩变形破坏特征分析、支护形式选取与现场试验的基础上,对深部高地应力复合岩层巷道围岩控制技术进行研究。通过优化锚杆支护参数、合理选择护表形式与构件,实现了深部复合岩层巷道围岩的一次主动支护,有效控制了深部巷道围岩的长期持续变形,改变了深部岩巷"前掘后修、反复维修"的局面,取得了良好的现场应用效果。     

冲击式凿岩机的设计构想

目前煤矿岩巷主要采用硬岩掘进机及炮掘工艺进行施工,硬岩掘进机对巷道断面尺寸及岩石硬度有一定要求。炮掘工艺又相对较为落后、具有危险性高,进尺慢等缺点,工人劳动强度大。为实现在小断面岩巷机械化施工,可以利用冲击破岩机理,设计开发一种液压冲击式凿岩机,实现岩巷小断面巷道的高效施工。     

岩爆有关问题的研究现状

从岩爆形成机制、岩爆的特点及烈度分级、岩爆的预测方法和岩爆的防治措施等方面进行综合分析,较为系统地阐述了岩爆有关问题的研究现状.     

液压凿岩机的发展与应用

论述了国外液压凿岩机的发展与应用情况,列举了一些机型的应用实例,简要论述了我国液压凿岩机的发展状况,对液压凿岩机的发展提出了几点看法。     

大场金矿露天边坡岩体质量评价与岩土体力学参数研究

边坡稳定性研究过程中,岩土体物理力学参数的选取是极其关键的基础工作.通过现场钻孔成像、钻孔岩芯编录等工程地质、水文地质补充勘察工作,以及现场岩芯点荷载试验、室内岩石试验成果整理,采用CSIR法、Q系统法和GSI法对边坡岩体进行了质量评价,并确定了各岩组的评价指标GSI平均值.以岩体质量评价成果为基础,采用费辛柯法、格吉法和GSI法等方法,对岩石的力学参数进行了工程弱化处理,经过综合对比,确定了边坡岩土体的力学参数,为大场金矿边坡稳定性研究提供基础参数.     

半煤岩巷道控制爆破及围岩控制技术

通过分析东保卫煤矿半煤岩巷道围岩破碎原因,针对掘进施工爆破震动破坏大以及支护形式不合理的问题,依据东保卫煤矿半煤岩巷道围岩特性,提出了半煤岩巷道控制爆破掘进及围岩＂锚带喷＂控制技术。对煤岩中爆破孔的参数以及对装药量进行改进,满足爆破掘进的同时又减小了爆破对围岩的震动,使围岩扰动半径控制在0.3 m以内;在控制爆破后,通过减少锚杆支护密度,增加两帮喷浆工序,降低了支护成本,减轻了工人劳动强度,半煤岩回采巷道掘进效率提高40%。