全长预应力锚固强力支护系统的应用研究

为解决复杂困难巷道条件下传统锚杆支护体系存在的问题,从理论上分析了不同锚固方式对巷道支护的影响,得出了全长预应力锚固具有端部锚固和全长锚固的优点,能够在较长的锚杆杆体上施加预应力,增加了对围岩离层及错动的敏感度。采用数值模拟计算方法分析了不同锚固方式对锚杆支护附加应力场的影响,得出提高全长预应力锚固锚杆扩散效果的有效途径是先施加预应力而锚固剂后固化。在潞安矿区进行井下工业性试验,对全长预应力锚固状态下锚杆受力分布及变化进行了监测,锚杆锚索受力基本稳定,锚杆最大受力122 kN,锚索最大受力387 kN。矿压监测数据表明：全长预应力锚固强力支护系统优于传统支护,能有效控制围岩变形,支护效果良好。     

基于锚杆(索)支护力监测的巷道冒顶隐患预警技术

为从锚杆(索)支护的角度进行巷道冒顶隐患预警,基于现场实践,提出了基于锚杆(索)支护力监测的巷道冒顶隐患预警方法,建立了锚杆(索)支护力基础预警指标与支护异常倾向识别指标体系,据此研发了巷道冒顶隐患预警仪,该仪器由锚杆(索)监测预警传感器和监测预警终端组成,采用多测点分离式设计,可有效分析处理巷道冒顶隐患预警指标。该技术在神东煤炭集团石圪台矿22301工作面回风巷进行了现场应用,应用效果良好,有效保证了巷道安全。     

太平矿业矽卡岩巷道地压监测及地压规律研究

地压监测是了解地下围岩力学响应,优化围岩支护参数的一种重要手段。为探究安徽太平矿业有限公司矽卡岩巷道地压情况,以该矿-480 m水平主运输巷为研究对象,采用多点位移计和锚杆测力计对巷道围岩变形和锚杆受力进行监测,结合数学统计分析的方法,研究-480 m主运输巷围岩变形和荷载在时间上和空间上的演化规律。监测结果表明,矽卡岩巷道围岩变形值最大可达48 mm,矽卡岩巷道围岩松动圈范围为2～3 m;各位置的锚杆轴力随时间都有所增长,受右侧新开挖巷道的影响,右帮4.5 m处锚杆轴力最大;其余测点锚杆轴力较小,但矽卡岩围岩变形较大,这表明锚杆与矽卡岩围岩之间锚固条件差,锚杆支护没有充分发挥作用;相应研究结果对巷道稳定性分析和支护设计优化具有指导意义。     

弱粘结复合顶板煤巷锚杆(索)支护设计方法研究

为了实现弱粘结复合顶板矿井巷道差异化定量支护设计,保证巷道安全、降低支护成本,提出了以巷道冒顶隐患分级为基础、以冒顶控制为核心的分区域锚杆(索)理论计算支护方法,给出了各级别冒顶隐患巷道支护参数定量计算公式,形成了弱粘结复合顶板煤巷支护设计参照标准,并应用该标准对李家壕2-2中煤11211运输巷道进行了支护设计,现场监测结果表明,支护设计能够较好地满足工程要求,保证巷道安全。     

四侯矿采区回风巷道锚杆支护参数模拟优化研究

锚杆预应力、长度、密度、角度、锚固方式等参数的合理确定是煤矿井下巷道支护安全的保障,为保证井下巷道安全、高效、经济支护,以四侯矿二采区回风巷为例,在系统测试各项地质参数的基础上,采用数值模拟方法分析各项参数的锚杆支护效果,揭示了锚杆支护时各项参数的最优组合,建立了巷道锚杆支护成套技术体系。研究结果表明：预应力有效扩散是支护设计的关键,提高预应力,可适当减小锚杆长度;过度增加支护密度时锚杆预应力的扩散作用不明显;角锚杆最大角度不应超过10°;全长锚固与加长锚固的效果均比端部锚固差。     

煤巷预紧力锚杆支护设计与巷道变形监测

本文介绍了煤巷预紧力锚杆支护摩擦构造梁作用机理，提出煤巷预紧力锚杆支护设计新方法，推导出锚杆预紧力的计算公式，并由预紧力值确定锚杆直径和锚固力。本文还介绍了井下实际应用所取得的良好支护效果和技术经济效益，同时指出监测是保证锚杆工作可靠性、锚杆支护巷道稳定性和保障安全的重要手段。监测内容除锚固力、预紧力、围岩变形、围岩离层和围岩动态监测外，还包括杆体质量、锚固剂和锚杆施工质量。通过监测，一方面可以分析围岩动态，发现异常及时采取加强支护措施；另一方面能及时反馈信息，为修改设计提供科学依据。     

砌碹巷道冒顶机理及控制技术研究

以某矿辅助轨道大巷为工程背景,研究分析了砌碹巷道冒顶失稳机理,主要是：①碹体与帮、顶之间存在空隙,碹体不能及时有效支护围岩;②巷道锚杆支护参数不合理,锚杆、锚索不能有效控制顶板下沉,最终导致巷道发生冒顶事故。针对砌碹巷道冒顶的特征和机理提出冒顶段巷道支护技术：①重新砌碹,应用高水速凝材料对碹体与巷道围岩之间的空隙进行壁后充填;②应用高水速凝材料对破碎围岩进行注浆加固;③应用锚杆、锚索对冒顶段巷道进行加强支护。现场矿压监测结果表明,该技术不仅保证了施工安全,而且提高了围岩整体性和承载能力,有效控制了巷道围岩变形。     

软弱围岩回采巷道支护优化研究

三交河煤矿下组煤回采巷道围岩岩性特征变化较大,部分回采巷道顶板存在软弱泥岩,局部巷道在掘进过程中顶板出现随掘随冒落现象,严重影响矿井安全生产和经济效益。为保证巷道支护安全,同时进一步降低巷道支护成本,提高巷道掘进效率,通过现场调研、锚固力试验、巷道围岩地质力学测试,结合已有经验成果,分析了现有巷道支护存在的问题,提出了合理的巷道支护初始设计,增加了锚杆锚索预紧力。通过对支护设计井下现场应用跟踪和矿压监测数据收集分析,得出锚杆锚索受力满足高预应力要求,最大锚杆受力接近其屈服强度,锚杆锚索承载力得到充分发挥,在保证安全的条件下巷道掘进效率提高38%,验证了新支护设计的合理性。     

煤巷预应力锚杆支护设计与巷道变形监测

论述了煤巷预应力锚杆支护摩擦构造梁作用机理 ,推导出锚杆预应力的计算公式 ,并由预应力值来选定锚固力、锚杆直径 ;介绍了井下实际应用所取得良好的支护效果和技术经济效益 ;同时指出监测是保证锚杆工作可靠性、锚杆支护巷道稳定性和保障安全的重要手段。依此分析围岩动态 ,发现异常及时采取加强支护措施 ,并及时反馈信息 ,为修改设计提供科学依据     

一起典型煤锚巷道冒顶的调查

本文通过对一起典型的煤巷锚杆支护巷道冒顶事故进行调查 ,从各方面对事故原因进行分析 ,提出了保证巷道安全施工的具体建议 ,对锚杆支护的推广应用具有一定的现实意义     

复杂围岩环境下大断面巷道支护系统研究与实践

在高、低位复合顶板不同地质条件下及时调整锚杆(索)的支护参数是能否保证全煤巷道稳定的关键.采用离散元数值计算方法研究了大断面切眼在不同断面不同工况条件下的塑性区分布及位移,结果表明,在高位复合顶板条件下,加大锚索长度及预紧力是改善支护效果的重要手段;在低位复合顶板条件下,调整锚杆参数或变锚杆为短锚索是一种行之有效的方法.经过反复实践证明使用槽钢梁与锚索组合的支护效果明显优于钢带与锚索的组合,并将槽钢梁与顶板钢带垂直布置,与钢筋网组合使用,有利于实现载荷均匀化,可以明显改善巷道围岩环境.     

沿空留巷巷内顶板锚网支护优化设计

为了减少待充填空间顶板离层和下沉量,确保架后挡矸和挂模作业安全,对充填作业空间进行锚网支护设计,对初期顶板支护方案存在的问题进行了分析,结合沿空留巷充填柔模损坏情况和沿空留巷效果,对充填作业空间进行改进优化,然后提出了2种支护改进方案:在留巷待浇筑空间永久加强支护采用锚索梁支护和留巷待浇筑空间顶板永久加强支护采用锚索和锚杆配合锚索梁支护,研究得出:顶板锚网支护劳动强度降低、材料成本降低,采空区垮落裙带关系降低,降低架前顶板锚网支护工作压力,保证锚网支护速度能够适应工作面推进速度,保证工作面能够实现快速掘进。     

煤层巷道锚杆索支护性能关键影响因素研究

锚固力与预紧力是实现煤矿井下锚杆索高预应力强力支护的前提,是影响其支护效果的关键因素。为最大限度地发挥锚杆索主动支护性能,以柴家沟煤矿为试验地点,进行锚杆索可锚性试验,锚杆预紧力矩转化效率试验和锚索张拉预紧力损失试验。试验结果表明:柴家沟煤矿巷道已安装锚杆索,在进行拉拔试验时,均能达到足够高的锚固力,锚杆拉拔力为150 k N,锚索拉拔力为200 k N时,锚杆索均未发生失效现象,锚固效果良好;当扭矩为400 N·m时,锚杆预紧力约为43~83 k N,围岩较硬时锚杆预紧力较高,围岩表面松软不完整时,锚杆预紧力偏低;泵压-拉力转化系数较低,锚索张拉时,为保证足够的预紧力,应采取超张拉措施。     

巷道支护设计方法研究

为了确保矿井巷道的安全支护,采用现场锚杆拉拔试验,分析了原有巷道的支护的物理力学参数以及顶底板岩石完整性程度,得到了前期断面中支护锚杆的极限剪切抗剪强度和锚杆荷载传递规律等锚杆设计参数,依据现场锚杆拉拔试验结果,对原有巷道支护参数设计进行了优化,结合现场监测的反馈信息,得出优化后的巷道可以满足支护要求。     

弱胶结富水顶板留巷围岩变形特征与控制技术

为解决弱胶结富水顶板双巷布置工作面留巷支护难题,以色连二矿12309辅助运输巷为工程背景,开展了弱胶结富水顶板锚杆及锚索锚固性能试验,提出了以提高锚索锚固力为基础的分步支护与加固技术。通过巷道变形观测,分析了留巷围岩的变形特征。结果表明,留巷受本工作面采动影响主要为滞后影响,其中围岩变形剧烈影响区为工作面采后 0～300 m 区段,当留巷受下一个工作面采动影响时,其影响范围及影响程度较上一个工作面大幅降低,说明以提高锚索锚固力为基础的分步支护与加固技术是比较适合弱胶结富水顶板留巷的支护方式。     

厚层复合顶板大断面沿空煤巷组合支护技术

随着煤矿采深加大与延伸,普通锚网(索)喷支护较难维持厚层复合顶板大断面煤巷围岩稳定性。通过对大量复合顶板事故调查及其产生过程分析,获得了复合顶板事故失稳机制及控制方案,并在许厂煤矿4312皮带顺槽进行了支护技术现场实践,取得了较好的支护效果。研究结果表明:为有效控制复合顶板岩层离层与竖向拉伸裂隙产生,可施加锚索来实现减跨作用,采取高强预应力锚固顶板下位复合岩层来提高岩梁的整体抗弯刚度,以减小顶板岩梁产生的弯曲应力;高强预应力锚杆、锚索、钢带和钢筋梯组成的"四位一体"的组合支护技术可较好地解决厚层复合顶板大断面沿空煤巷围岩稳定难题。     

单一特厚煤层围岩监测技术

以彬长矿区单一特厚4#煤层为背景,采用现场工业实践的方法,通过对回采工作面进行深基点位移监测,确定采动影响下,巷道两帮和顶板的动态位移量,以此为基础来判断巷道围岩的离层情况,及时发现存在的安全隐患,为控制围岩的稳定性和保障煤矿的安全生产提供依据。同时对巷道锚杆锚索进行测力研究,分析锚杆锚索的受力状态,确定锚杆锚索支护安全与否,及时发现锚杆锚索支护存在的问题,进而改善支护效果。     

极近距离煤层变厚度顶板下部回采巷道综合控制技术

针对三交河矿极近距离煤层采空区下变厚度顶板下部煤巷布置及合理支护的技术难题,通过上部残留煤柱应力扩散分析与提高掘采回收效率考量,确定601首采面两巷采用反向大错距的布置方案。在开展现场巷道顶板窥视、锚固力测试与预紧扭矩转化试验的基础上,提出了适应不同地质条件的煤巷差异化支护方案:架棚-锚杆联合支护、锚杆-锚索支护及锚杆-钢带-锚索支护。在井下实施了两条回采巷道的全进尺支护示范,监测结果表明:掘巷期间锚杆锚索工作载荷快速稳定,预紧力设计合理,围岩最大变形量30mm;回采期间超前巷道顶板最大下沉93mm。相关回采巷道综合控制技术保障了近距离下部煤层的安全高效开采。     

中孔注浆锚索在破碎顶板支护中应用分析

针对塔山煤矿三盘区2305巷掘进期间受集中应力影响,巷道顶板出现下沉、破碎以及肩角煤柱垮漏等现象,合理分析了传统锚杆(索)支护存在的主要问题,提出了终孔注浆锚索支护。该支护实现了锚索全长锚固、锚索与顶板耦合支护,巷道顶板下沉量控制在0.24 m以下,大大提高了顶板稳定性,取得了较好的效果。