三心拱形巷道锚索超前支护研究及应用

针对回采工作面单体支柱超前支护存在支护强度不足、工人劳动强度大等问题,提出了采用超前锚索主动支护替代原有的单体支柱被动支护的技术方案,并针对协庄煤矿三心拱巷道建立了围岩变形预计模型,通过理论分析得到了巷道合理超前支承力为0.83 MN,而超前锚索支承力可达到1.52 MN,满足超前支护需要;确定了巷道超前支护技术参数为...     

回采巷道主动超前支护技术研究与应用

针对回采巷道超前支护装备存在所需人员劳动强度大或反复承载破坏顶板等问题,以王家沟矿2208综放工作面运输顺槽为背景,对巷道主动超前注浆加固技术进行系统的研究。首先分析了巷道超前注浆锚固双重加固机理,即锚索对巷道围岩的主动锚固和注浆对围岩整体加固;其次,提出了高掺粉煤灰-水泥浆体超前注浆加固技术,通过现场实验得出新型浆体固相比为5.5∶4.5,水灰比为1∶2,并分析了注浆锚固方案。最后通过现场实践进行了验证性研究。实践表明,注浆锚固支护效果良好,巷道围岩得到了有效维护,代替了超前支护装备,可以满足巷道超前支护要求。     

缓倾斜厚煤层综放面巷道超前主动支护协同控制技术

为解决矿井采煤工作面超前支护因采用超前液压支架支护而导致顶板锚杆（索）失效且在直接顶破碎时超前支护段巷道变形严重等问题,以红岭煤矿1505工作面为工程研究背景,通过对巷道围岩变形破坏因素、特征的分析,建立了梯形巷道顶板超前支护围岩控制力学模型,并基于锚索梁锚注协同控制技术机理,提出锚索梁锚注的补强支护替代超前液压支架支护方式,现场试验效果良好。1505工作面回风巷超前支护范围内巷道两帮移近量为385 mm,顶底板移近量为339 mm,其变形量均在安全合理范围内,实现了工作面回采巷道全周期一次性主动支护。     

注浆锚索在沿空留巷工作面超前支护中的应用研究

为解决煤矿超前支护工序繁琐、劳动强度大、影响工作面快速推进以及超前液压支架破坏顶板锚杆（索）严重等问题,以古汉山矿1604工作面运输巷为工程背景,理论分析了工作面超前巷道围岩变形特征和注浆锚索支护原理,提出在工作面超前巷道采用锚注支护技术,取消原工作面超前液压支架,减小了单体支柱支柱密度,并在现场进行了工业性试验。试验结果表明,工作面超前巷道顶板实施注浆锚索后,顶板围岩裂隙内浆液充填范围广;超前巷道受工作面支承压力和采动影响后,巷道变形不明显;进入沿空留巷后,留巷实体煤帮最大移近量为276 mm,采空区帮最大移近量为216 mm,顶板最大移近量为225 mm,底板最大鼓起量为164 mm,顶板控制效果较好。     

回采巷道超前无反复支护技术研究

以王家岭矿12302回风巷为背景，通过现场调研、理论分析、工程实践等方法对巷道超前支护技术进行了研究。通过现场调研分析了巷道超前支护应解决的主要问题，提出了长距离支护与无反复支护的超前支护思路；通过理论分析确定超前集中应力峰值距工作面距离为8.22 m，超前采动影响区域长度为37.09 m，结合以往现场实际监测结果，确定超前支护长度不低于40 m，考虑锚杆(索)支护系统的支护作用，确定巷道超前支护强度不低于267.38 kPa。提出了“预先主动、一次承载、协同作业、整体支护”的长距离超前支护理念，研制了ZLQ3200/18/37型超前支护运载成套装备，介绍了支护装置的主要技术参数，并结合巷道实际开采地质条件，确定了巷道长距离超前支护方案。实践表明：超前长距离无反复支护技术应用效果良好，巷道围岩得到了较好的维护，可以满足巷道超前安全支护要求。     

二次扰动下大变形煤巷复合支护技术优化研究

为有效治理王坡煤矿生产过程中工作面巷道变形带来的安全隐患,选取王坡煤矿3209工作面回风巷为研究对象,采用现场调研、理论分析和现场监测相结合的方法对巷道支护技术方案进行优化研究,分析了3209工作面回风巷矿压显现剧烈、围岩变形大的诱因,提出高压注浆配合强力锚索支护的复合支护技术方案,通过现场应用对支护效果进行检验。结果表明:优化支护巷道围岩整体完整,破碎离层区较小;优化支护巷道两帮相对移近最大值为54mm,优化支护顶板最大离层量为19mm,优化后的围岩变形与顶板下沉距离较小,有效控制巷道变形,优化支护技术方案护巷效果显著。     

不规则工作面注浆锚索代替单体及液压支架主动式超前支护技术

矿山作业的少人化/无人化是我国各类矿山持续高质量发展的核心目标之一。某矿206工作面为变面宽的不规则工作面,工作面辅运顺槽原先采用液压支架及单体支柱进行超前支护,需要作业人员2～4人,且巷道有效断面小,给工作面宽度变化处增、减液压支架作业带来了很大困难。针对206不规则工作面提出了采用注浆锚索代替单体及液压支架进行主动式超前支护的技术思路,利用COMSOL有限元程序对注浆锚索支护施工的关键技术参数进行优选,设计了注浆锚索主动式超前支护技术方案,并在现场进行了工业性应用。结果表明:注浆锚索超前支护条件下工作面辅运顺槽围岩变形量小,围岩裂隙得到了有效充填与胶结,锚索承载稳定;最终实现了注浆锚索完全代替单体支柱及液压支架,为不规则工作面增、减液压支架作业提供了极大便利,同时实现了超前支护段的无人化,保障了工作面安全高效生产。该主动式超前支护技术对于金属矿山破碎顶板、矿压异常区以及对断面尺寸有较高要求的金属矿山巷道支护均具有很好的借鉴意义。     

厚硬顶板回采巷道超前补强锚索协同支护技术研究

针对安阳红岭煤业1505工作面厚硬顶板回采巷道超前支护段超前支架反复支撑造成顶板破碎和顶板下沉量增大等问题,提出采用补打锚索+锚索梁取代超前支架支护的优化技术方案。在现场调研和理论分析的基础上,采用FLAC3D对上巷巷道进行模拟,对优化支护方案后的支承应力和围岩位移进行分析,并进行现场效果考察。结果表明通过补打锚索,锚杆、锚索共同形成深部和浅部应力场的大范围叠加协同控制作用,1505上巷超前支承压力最大值为16 MPa,应力集中系数为1.38,1505上巷巷道两帮移近量为56.5 mm,顶底板移近量为310 mm,巷道未出现大的收缩变形,支护效果较好。现场观测结果证明优化方案支护效果较好。研究结果能为类似条件的巷道超前支护优化提供参考依据。     

基于自然平衡拱的巷道锚杆锚索支护参数优化与应用

针对色连一号煤矿4-1煤8107工作面煤层采高大及回采巷道易片帮的问题,结合该工作面回采巷道实际地质情况,提出采用锚杆锚索联合支护技术,基于自然平衡拱理论对支护参数进行计算,确定相应的支护方案,并在回采过程中现场监测顶板及两帮位移变化量。结果显示：回采过程中顶板最大沉降量为19.8 mm,两帮最大收敛量为26 mm,围岩基本处于稳定状态,验证了该回采巷道锚杆锚索联合支护方案的合理性和安全性。     

主动支护技术在综放工作面回采巷道超前支护中应用

通过对153307综放工作面回采巷道采用增加注浆锚索+锚索的主动超前支护加强形式代替单体液压支柱的加强支护形式,将被动支护变为主动支护,巷道顶板应力在垂直及水平方向上分别降低了32.1%与7.2%,顶板下沉值减少了107 mm,塑性区范围减小了1 m。使用主动支护对围岩整体性进行加固,实现了矿山安全、高效生产,同时为相似条件矿山提供科学指导。     

中空锚索注浆加固技术在2-107工作面超前支护的应用

基于动压巷道控制理论和中空注浆锚索加固机理,设计了干河煤矿2-107工作面中空锚索注浆加固超前支护方案。工业性试验结果表明,中空锚索注浆加固超前支护技术方案可行,从而解决了工作面超前支护存在的支护强度低、支护难度大和劳动强度高的问题。     

东曲矿回采巷道支护技术研究

为确定东曲煤矿回采工作面巷道合理支护参数,采用理论分析、数值模拟及现场观测的研究方法对回采巷道围岩变形原因及巷道支护参数进行研究。研究表明:巷道变形严重原因为锚杆支护长度小于围岩塑性区破坏深度;理论分析、数值模拟及现场监测表明巷道合理支护参数为:锚杆采用Ф22×2400mm,间排距为800×800mm,锚索采用Φ17.8×6000mm,间排距为1400mm×1600mm。     

高海拔软破大断面巷道支护设计及参数优选研究

针对高海拔软破大断面皮带运输巷道支护难题,以西藏巨龙铜矿主运输皮带巷道为研究对象,设计了巷道支护方案,并利用数值模拟软件建立数值模型.对支护过程中巷道应力分布、位移演化、塑性区分布进行研究,优化了皮带运输巷道支护方案及参数.结果表明:支护方案设计为“超前支护”＋“长锚索—短锚杆—钩花网支护”＋“钢架—喷射混凝土支护”联合支护;支护参数优选为１０m 长锚索,锚索排距为１．５m,衬砌厚度为２０cm,巷道最大位移量为６．０mm;现场监测结果表明该支护方案能够满足巨龙驱龙段矿区皮带运输巷道运输矿石的安全需求.     

大倾角煤层工作面端头支护及超前支护技术

针对王洼煤矿E1108大倾角综采工作面煤层赋存条件复杂、顶板倾角变化大,工作面上下端头及两巷超前支护段顶板维护困难的实际情况,研究制定了工作面上下端头顶板支护技术措施,分别提出了回采巷道在顶板倾角小于5°、5～15°、大于15°不同阶段的超前支护技术方案。现场实践表明,当回采巷道顶板倾角大于15°时,采用挖底、接顶超前支护技术措施后,顶板下沉速度显著减小,运输巷超前支护段顶板最大下沉量为170 mm,回风巷超前支护段顶板最大下沉量为230 mm,既满足了巷道回采层位的要求,又保证了回采期间巷道超前支护段顶板的稳定性。     

软岩巷道围岩变形原因分析及支护对策

针对长平矿井Ⅲ2309工作面回风巷道在工作面回采期间顶底板及两帮变形严重的问题,通过井下现场调研和观测巷道的支护形式、围岩变形以及锚杆锚索破断情况,对巷道变形原因进行分析,结合巷道围岩特点,提出合理的支护建议及支护方案,并观测补强支护后围岩变形量,得出应超前工作面100m以上及时进行补强支护,且支护构件的强度要与锚索相匹配。     

干河矿2-107B孤岛工作面超前支护技术研究及实践

针对干河矿2-107B孤岛工作面回采巷道在多重采动影响下围岩变形量大的问题,对孤岛工作面巷道围岩结构进行了分析,提出了在巷道掘进期间采用“锚杆+锚索+金属网+钢带”的支护方式,在工作面回采期间采用中空注浆锚索超前支护和空巷充填的方式。现场实测结果表明:巷道两帮和顶底板最大位移量分别为116.32 mm和141.47 mm,有效地控制了巷道围岩变形,确保孤岛工作面安全高效生产。     

回采巷道补强注浆锚索超前支护技术应用

三交河煤矿B2-516工作面两巷原设计采用液压支架超前支护技术,顶板下沉量大,且影响工作面回采速度;拟改进采用补强注浆锚索替代液压支架超前支护。运用COMSOL数值模拟方法,分析注浆施工后浆液扩散规律,认为巷道围岩注浆压力为4 MPa、注浆时间在3～5 min左右时,注浆效果最优。采用补强注浆锚索支护后,两帮、顶板平均变形量分别为5 mm、4.5 mm;补强注浆锚索超前支护技术应用取得良好效果。     

回采巷道超前锚固耦合支护技术研究

针对回采巷道超前支护范围内单体支护劳动强度大、超前液压支架反复支撑顶板导致锚杆索支护失效、顶板破碎严重和在小断面巷道适应性差等问题，开展回采巷道超前锚固耦合支护技术研究。以朱庄煤矿为工程地质背景，提出了高强预应力锚索主动支护代替单体和超前液压支架被动支护思路，建立两侧实煤体超前支护力学模型，通过理论计算校核支护强度，结合FLAC^3D数值分析结果，确定了超前主动支护方案。现场应用结果表明，巷道围岩整体性增强，变形量明显减小，优化超前段作业环境，为其他类似矿井提供了参考。     

实体煤回采巷道超前主动支护技术研究

为了提升采煤工作面机械化程度,减少两巷超前人员占用,因而开展实体煤回采巷道超前主动支护技术研究。分析了超前支承压力分布规律,提出了超前主动支护强度验算方法,以城郊煤矿21106工作面为工程背景进行现场试验,试验结果表明,顶板支护强度满足回采要求,顶板下沉得到有效控制,超前主动支护技术的成功应用,为类似地质条件的采煤工作面提供了参考依据。     

极软厚煤层工作面超前支架应用技术

针对煤矿孤岛采煤工作面两巷超前支护段巷道压力大,反复修复、维护困难,修复维护人员多,影响回采效率的问题,通过加强工作面超前支护段支护强度,增加支护受力面积,变被动支护为主动支护,进行了孤岛工作面超前支护段使用超前支架技术的应用与研究。通过理论计算与现场技术应用,较原有的单体柱超前支护工艺,支护强度相对提高了1.25~1.40倍,巷道变形量减少50%,现场巷道修复维护人员大大减少,同时在运输巷综采机械设备布置受影响的区域,根据现场情况提前刷扩支护,保证超前支架的使用空间,同时为工作面运输巷综采设备的运行提供可靠安全空间;孤岛工作面两巷超前支架的使用,对于两巷的支护技术是一项重大改革,改变原有的单体柱被动反复支护,支护强度不足的问题,降低了职工劳动强度,增加了支护的可靠性,保证了孤岛工作面安全顺利的回采。