极弱胶结地层煤巷支护体系与监控分析

针对极弱胶结地层煤巷围岩自稳能力差、自稳时间短、围岩变形剧烈等特征,采用FLAC3D深入揭示了矩形、切圆拱形与直墙拱形等3种断面形状煤巷开挖后围岩位移、塑性区及应力分布规律,确定了极弱胶结地层煤巷合理断面形状;结合国内外煤巷支护理论与技术,提出了极弱胶结地层煤巷"双层锚固平衡拱结构",基于煤层厚度与巷道埋深,分类提出了极弱胶结地层煤巷支护技术方案,模拟验证了支护方案的合理性与可行性;基于围岩变形与支护结构受力实时监测及分析,动态掌握了极弱胶结地层煤巷围岩变形与支护结构受力状态,评价了支护效果与验证了支护方案的可行性。监测结果表明,切圆拱形断面煤巷成型较好、受力均匀,有利于巷道围岩的整体稳定,提高了煤巷开挖后的自稳与承载能力;锚网索联合支护技术方案有效地控制了极弱胶结地层煤巷围岩大变形与破坏,保证了巷道围岩与支护结构的长期稳定及安全。     

极软弱地层中开切眼导硐合理支护技术

针对蒙东地区极软弱岩层胶结性差、开切眼变形较大、巷道成型困难、巷道支护难度较大的现状,通过FLAC3D数值计算,进行了极软弱岩层中工作面开切眼导硐支护方案的探讨,确立了锚网索和型钢支架刚柔联合支护的方案和合理支护参数。通过理论计算和ANSYS数值计算,验算了型钢支架的承载能力与合理性,保证了极软弱地层中开切眼导硐围岩与支护结构的稳定及安全。通过现场监测,验证了支护方案与参数的合理性,对蒙东地区开切眼导硐支护实践具有借鉴意义。     

极软弱地层双层锚固平衡拱结构形成机制研究

针对极软弱地层中巷道围岩变形大、支护困难等特点,基于锚杆、锚索支护理论与技术,提出在极软弱地层中采用双层锚固平衡拱结构解决巷道围岩稳定控制问题。在分析极软弱地层双层锚固平衡拱几何特征的基础上,采用弹塑性理论研究双层锚固拱结构的形成条件及结构承载力的影响因素,推导锚固平衡拱结构参数的计算公式;并基于理论分析和FLAC3D数值计算,分析不同断面形状(断面矢高)、支护参数及预应力对锚固效应的影响规律,提出形成合理的双层锚固平衡拱结构的控制参数。工程实践表明,采用"双层锚固平衡拱结构"可有效地控制极软弱地层中煤巷围岩的大变形与破坏问题,维持煤巷围岩与支护结构的稳定及使用安全。     

极弱胶结地层煤巷锚网索耦合支护效应研究及应用

基于锚杆与锚索支护机理分析,采用FLAC3D研究分析不同锚杆与锚索预紧力条件下引起的围岩应力场分布特征,定义了围岩应力扩大系数k来表征围岩应力扩散效果,揭示了锚杆、锚索预应力耦合支护效应。针对极弱胶结地层煤巷矩形断面开切眼导硐工程地质特征,提出了锚网索与工字钢支架联合支护技术方案。采用FLAC3D研究分析了不同支护方案的支护效果,验证了煤巷矩形断面开切眼导硐联合支护方案的合理性,并进行了井下工业性试验。为评价支护效果,对巷道围岩变形与锚杆、锚索受力进行了实时监测,监测结果表明:该联合支护方案有效地控制了矩形断面煤巷围岩变形与塑性区的损伤扩展,保证了围岩与支护结构的稳定和安全。     

大断面立体斜交岔点支护与施工技术研究

为了解决立体斜交叉巷道交岔点因交叉断面大、开挖扰动大、施工难度大而造成的支护效果差的难题,提出对交岔点采用主动和被动相结合的刚柔联合支护方式,先对上部运料巷进行锚网索预加固,而后在巷道交叉段应用型钢支护,并采用盖挖法进行交叉段的施工。实践证明：这种支护方式和施工技术支护效果较好,起到了保证安全、降低施工难度、缩短运料巷运输中断时间的作用。