组合锚注支护在深部大断面巷道围岩控制的应用

深部大断面巷道围岩严重变形影响煤矿回采效率,主要原因为埋深变大,围岩应力过大,导致支护传统支护措施无法满足要求。针对以上问题,拟采用组合锚注技术进行支护,阐述了两种中空注浆锚杆施工工艺,采用数值模拟方法分析了传统端部锚固和中空注浆锚杆锚固措施下巷道围岩应力、应变情况,对现场组合支护措施实施后情况进行了效果考察,得到以下结论：(1)组合锚注技术中端锚式中空注浆锚杆锚固大于涨壳式中空注浆锚杆锚固极限拉拔应力,前者是后者极限拉拔应力的1.5倍;(2)数值运算分析,深部采用传统端部锚杆锚固技术顶板最大位移量为140 mm,顶板破损严重;中空注浆锚杆锚固顶板最大位移量60 mm;中空注浆锚杆锚固技术支护效果更佳;(3)通过对比传统支护措施和组合锚注支护措施分析,传统锚固支护区域深部最大位移量420 mm,中空注浆锚固区域深部最大位移量120 mm,中空注浆锚固支护效果明显。研究结果表明,组合锚注支护技术有效控制了大断面巷道围岩变形严重问题。     

深部破碎围岩条件下立体交叉巷道超前治理技术研究及应用

随着浅部煤炭开采向深部煤炭开采转变,深部高应力环境下掘进工作面立体交叉点附近巷道围岩松散破碎难以支护的工程问题,成为影响巷道快速掘进和后期使用维护的难题,考虑巷道围岩裂隙的存在,采用注浆超前治理+中空注浆锚索锚注一体化支护技术,研究结果得出：破碎岩体中,端头锚固方式容易发生脱黏失效,锚索预紧力达不到设计要求,且无法通过黏锚力控制浅部围岩,随着锚固长度增加,锚固力显著增强,对浅部破碎围岩的控制效果也越好。基于上述研究,提出破碎围岩条件下过揭发巷道注浆超前治理+中空注浆锚索锚注一体化支护技术,经工业性试验,巷道变形得到有效控制。     

深部高应力巷道深-浅刚柔耦合锚注支护技术研究

针对深部高应力巷道围岩大变形与支护结构失效严重等问题,以皇后煤矿15108回风巷为背景,综合运用理论分析、数值模拟与现场工业性试验等方法。在对巷道围岩破坏机制进行深入分析基础上,提出了高应力巷道深-浅刚柔耦合锚注支护技术。对原始支护方案与深-浅刚柔耦合锚注支护方案进行对比分析。工程实践表明：深-浅刚柔耦合锚注支护方案较原始支护方案在围岩塑性区以及应力分布方面都有较为明显改善,巷道围岩变形量得到有效控制,实现了深部高应力巷道围岩稳定性控制。     

深部高应力软岩巷道支护技术研究

浅部传统支护强度难以满足深部巷道高应力要求。本文分析了薛村矿三水平变电所深部软岩巷道围岩变形破坏特征及影响因素,运用FLAC3D软件模拟了传统锚网索支护与锚网索喷+注浆加固支护两种支护方式。巷道围岩收敛变形监测表明,运用锚网索喷与注浆加固相结合的支护方式能够有效控制深部软岩巷道围岩收敛变形。     

高应力深部巷道围岩变形特征与控制技术研究

分析了高应力深部巷道围岩变形特征与控制技术,采用FLAC^3D数值模拟软件,分析了巷道垂直位移变化规律以及围岩塑性区扩展规律;依据高应力深部巷道围岩变形特征,设计了以锚注为主要支护方式的耦合支护体系,并对改良后的支护方式进行了验证。研究得出,采用锚注和高强度预应力锚杆耦合支护方案,巷道围岩变形得到了有效控制。     

软岩巷道高强锚杆辅助锚注支护机理及应用

基于软岩巷道变形破坏规律,对高强锚杆辅助锚注支护加固机理进行了研究分析．采用有限差分软件FLAC^2D,对深部软岩巷道使用普通锚喷支护、高强锚杆支护和高强锚杆辅助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位移及塑性区的变化情况进行了系统分析,并与现场实测结果进行了对比．结果表明,锚注支护利用锚杆与注浆相结合的方法,显著提高了围岩的强度和承载能力,极大地提高了软岩巷道的支护效果,扩大了锚杆的使用范围,能有效控制软岩巷道的围岩变形,具有显著的经济效益．     

深部大变形巷道锚注加固数值模拟分析

随着我国可开采煤炭资源的减少,煤矿开采向深部复杂地层发展,而深部复杂地层煤巷支护是困扰很多煤矿企业正常生产的一个重要难题。采用有限元数值分析方法,对某巷道锚喷支护和锚注加固进行了研究,分析比较了注浆前后巷道位移、应力和塑性区范围。分析结果表明,在锚喷支护提高岩体强度不能满足巷道使用要求时,采用锚注加固有效的提高围岩的残余强度,保证巷道长期稳定性和安全性。所得结论对类似的巷道支护及加固工程具有重要的指导意义。     

深井软岩巷道帮底锚注支护技术应用

为了研究控制深井软岩巷道大变形的有效支护方法,以淮南朱集煤矿轨道大巷为研究对象,分析了巷道变形破坏特征及其主要原因,并基于深部巷道支护原理,提出了考虑和不考虑帮底支护的2套支护方案。利用FLAC3D数值模拟软件,对不同支护方式下巷道围岩的应力场、位移场和破损区进行对比分析。数值模拟结果表明,加强帮底支护,能降低应力增高区的应力值,减小围岩扰动区、应力增高区和破坏区的范围,有效控制顶板围岩下沉和底板围岩隆起,验证了巷道帮底锚注支护技术的有效性。现场监测数据表明,巷道帮底锚注支护技术实施后,取得了较好的支护效果。     

复合顶板软岩巷道锚注支护数值模拟研究

基于数值模拟软件FLAC3D,对复合顶板软岩巷道锚注支护进行了仿真模拟。通过分析不同锚注支护复合顶板巷道的变形,可以得到锚注支护使巷道顶板中点的位移量减小75%左右。对锚注支护前后及不同间排距条件下围岩的应力、位移及最大主应力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载能力,有效地控制了深部软岩巷道的损伤变形。     

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。     

深部巷道锚注支护效果及组合式高强锚注控制技术研究

为明确不同因素影响下锚注控制效果,解决普通注浆锚杆强度低等问题,开展不同支护方案下围岩控制效果数值对比试验,研发一种组合式高强注浆锚杆并进行力学性能测试及现场应用。结果表明:1)当岩体参数强度等级小于1.0或地应力大于25MPa时,锚网喷支护难以满足围岩稳定性控制要求,锚注支护可以有效控制围岩变形破坏。2)随着注浆加固范围增加,锚注支护各部位最大位移量、塑性区呈降低趋势,注浆范围为4～5 m时,位移、塑性区趋于稳定;随着围岩注浆加固强度等级提高,各部位最大位移、塑性区呈显著降低趋势,应力峰值距离巷道周边整体呈缩短趋势,控制效果显著。围岩注浆加固强度等级为围岩参数的1.6～1.7倍时,位移、塑性区和应力峰值位置趋于稳定。3)组合式高强注浆锚杆承载力平均为264k N,约为常规注浆锚杆的5倍,具有"一次施打、控注协同"的支护效果,现场应用表明位移比原方案降低了81%～83%。     

锚注改性增强技术研究与应用

通过锚注支护技术原理和力学机制探索,优化了复杂变形机制软岩巷道锚注控制方案,采用浅部注浆,有效控制了围岩变形.     

锚注改性增强技术研究与应用

通过锚注支护技术原理和力学机制探索，优化了复杂变形机制软岩巷道锚注控制方案，采用浅部注浆，有效控制了围岩变形。     

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．     

“三高一大”高强锚注支护工艺优化与应用研究

深部软岩巷道围岩本身强度低,自承能力差,具有易风化、遇水膨胀等特性,且应力水平高、来压快,导致巷道开挖后极易松动破碎,变形严重且持续时间长,难以实现巷道长期稳定。高强锚注支护技术采用高强锚注支护材料、高强抗缩性注浆材料、高压注浆模式对大范围围岩进行注浆加固,提高初期支护强度,采用最优化注浆参数和工艺实现浆液的全扩散和强固结,强化支护体系与围岩力学联系,在巷道周围形成不同深度和厚度的组合加固拱结构,提高围岩的整体性和承载能力,有效控制塑性区的发展和变形,保证了巷道长期稳定性。现场工程试验表明,采用高强锚注支护巷道围岩变形较小,帮部和顶部稳定性较好,对确保矿山的安全高效回采具有重要的意义。     

深部巷道高强全锚注一体化技术研究与应用

针对深部高应力软岩巷道受高构造应力挤压产生大变形失稳的难题,提出了高强全锚注全方位、大范围、深层次注浆加固围岩,实现高强中空锚杆(索)由端锚向全锚转化,同时固结围岩、提质增强,提高了围岩与支护结构体的耦合自承能力;平煤一矿三水平下延戊一上山采区回风上山试验段采用高强锚注材料、高性能中空锚杆(索)、高压注浆对围岩进行大范围、深层次锚注,并通过巷道表面位移、深部离层变形、破裂情况窥视等综合方法确定了高强锚注合理时机,实测两帮变形量小于10mm,顶板测点平均下沉变形量200mm左右,经简单修复即可实现巷道的长期稳定。     

极破碎软岩巷道失稳机理与动态迭加耦合支护技术研究

基于赵庄矿极破碎软岩巷道长期矿压监测、围岩力学参数测试与矿物成分分析及松动圈测试等成果,分析了巷道围岩变形破坏的特点,揭示了极破碎软岩巷道变形失稳机理;针对该矿极破碎软岩巷道提出了由预留变形量、锚网索喷耦合支护、二次锚注加固组成的动态迭加耦合支护技术方案,并通过相似模型试验和井下工程实践对该技术方案的支护效果进行了验证。研究表明：通过预留变形量释放围岩中的变形能和高应力,顶板高预应力锚索、帮部高预应力锚杆和低预应力锚索实现“控顶卸压”,低压浅孔充填和高压深孔渗透注浆相结合形成积极有效的锚注支护结构和多层组合拱(梁)结构,底角和底板锚注有效控制巷道底鼓,从而实现对极破碎软岩巷道围岩变形的有效控制。     

大变形煤巷锚注支护一体化技术及应用

为解决云驾岭矿煤巷变形大、围岩破碎、支护困难、返修率高等工程问题,采用地质调查、理论分析、数值计算、物化分析、现场测试和实验室试验等手段,揭示大变形煤巷围岩失稳破坏机理。基于深、浅部注浆加固,建立双层环状支护带承载体系,提出切圆拱断面、帮部深孔锚索支护、护表加强的锚注支护一体化技术。工程应用表明:浅部注浆封闭巷道周边破碎围岩,与锚杆联合形成内部支护带,提高两帮围岩强度;深部注浆配合加长锚索形成主动支护带,以锚索端部为锚固点,使浅部、深部围岩形成有机整体,增强围岩承载强度;护表加强实现应力均匀分布,提高表面支护刚度并增大有效支护面积。现场监测显示,该技术有效降低围岩变形,保障了巷道围岩稳定。     

深井巷道高强锚注一体化技术与工艺应用研究

针对深部地层力学环境条件下高应力软岩巷道围岩大变形控制难题,总结分析了深部巷道围岩控制的4种技术途径,提出了深井巷道高强全锚注支护控制理念,通过高强中空注浆锚杆、高强中空注浆锚索对围岩进行大范围高压注浆,实现围岩承载结构的延扩及自承能力的提升。试验表明:高强锚注支护能够充填围岩宏观裂隙、挤压楔固密实围岩孔裂隙,改善围岩力学性能,有效控制了离层向纵深发展。     

基于FLAC^3D的深部巷道围岩变形数值模拟

应用FLAC^3D对东荣二矿深部巷道围岩变形进行数值模拟,在一定程度上起到理论指导作用,从分析结果可以看出喷锚注支护可以有效地控制围岩变形,改善巷道围岩应力分布,减小巷道位移量,提高围岩强度和自承能力,支护结构长期稳定,能够很好地解决深部破碎巷道围岩变形控制问题。