全长锚固锚索支护技术在沿空掘巷的试验研究

为验证预应力全长锚固锚杆(索)等支护技术在冲击地压矿井沿空掘进巷道的应用效果,在赵楼煤矿5304工作面轨道顺槽进行了现场试验,并安设顶板离层仪等矿压观测设备进行效果验证。观测数据显示预应力全长锚固锚杆(索)支护技术可有效控制冲击地压矿井沿空顺槽巷道围岩变形,提高巷道稳定性。     

基于锚杆拉拔试验优化锚固承载特性研究

为提高深部软岩巷道锚杆支护承载能力,有效控制巷道围岩变形,采用锚杆拉拔正交试验对锚固承载特性影响因素进行研究,分析不同影响因素作用效果,并以试验结果为依据针对性提出高预应力全长锚固支护技术,研发了预应力全长锚固锚杆,通过理论计算对预应力全长锚固围岩承载能力加以分析,并以潘三煤矿17102(3)工作面回风巷道为工程背景,采用数值模拟和现场试验方式与传统加长锚固支护、全长锚固支护进行对比验证。研究表明：锚杆拉拔失效首先发生在锚固体与试块黏结界面,锚杆拉拔锚固失效经历了弹性—塑性—破坏的动态阶段,不同锚固因素产生锚固效果不同,在拉拔失效发展过程中的体现也有所区别。其中试块强度和锚杆预应力对锚杆极限拉拔力影响程度显著,并且极限拉拔力的大小与试件强度和预应力值呈正相关。根据试验结果提出高预应力全长锚固锚杆支护技术,研发的预应力全长锚固锚杆采用全长锚固提高岩体强度的同时分段施加预应力,与传统加长锚固支护、全长锚固支护相对比,高预应力全长锚固支护技术实现了锚杆在全长锚固的基础上使得预应力向围岩内传递,从而增大围岩压应力区范围,形成更有效的锚固围岩承载结构。工程实践表明,预应力全长锚固支护技术可有效控...     

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。     

霍尔辛赫矿井大断面煤巷锚网支护技术研究

从理论上分析了霍尔辛赫矿井大断面煤巷锚杆支护体系存在的问题,寻找影响锚网支护的关键因素,得出锚杆(索)的预紧力在支护系统中起关键性作用。采用数值模拟计算方法,分析锚杆预紧力、长度、间距、锚固方式、角度、钢带以及锚索预紧力不同时的应力效果。在霍尔辛赫开拓巷道和3201首采工作面巷道进行井下工业性试验并对锚杆(索)受力进行监测,得出高预应力强力锚杆锚索支护系统(锚杆预紧扭矩400N.m、锚索预紧力300 kN)可提高支护效果,有效控制围岩变形。     

霍尔辛赫矿井大断面煤巷锚网支护技术研究

为解决霍尔辛赫矿井大断面煤巷锚杆支护体系的存在问题,先从理论上分析现存问题的原因,并找出关键因素:锚杆(索)的预应力在支护系统中起关键性作用.采用数值模拟计算方法,分析锚杆预紧力、长度、间距、锚固方式、角度、钢带、及锚索预紧力的不同应力效果.在霍尔辛赫开拓巷道和3201首采工作面巷道进行井下工业性试验及对锚杆(索)受力进行监测,得出高预应力强力锚杆锚索支护系统(锚杆预紧扭矩400 N·m、锚索预紧力300 kN)可有效提高支护效果,能有效控制围岩变形.     

高预应力锚杆在软岩地层斜井巷道的应用

在分析软岩巷道围岩变形与破坏特征的基础上,采用有限差分数值计算软件FLAC3D模拟分析了北京木城涧煤矿穿越软岩地层斜井巷道在高预应力强力锚杆端部锚固与全长锚固支护下预应力在巷道围岩中的分布特征.结果表明:不同类型岩层对巷道围岩受力与变形影响明显;相对于端部锚固,全长锚固能使锚杆的锥形压应力区相互叠加,锚杆预紧力扩散到大部分锚固区域,更能充分发挥锚杆整体支护的效果.现场试验表明,高预应力锚杆全长锚固支护方式能够有效控制软岩巷道顶部和两帮煤岩体的大变形.     

预应力全长锚固锚杆工况研究

预应力全长锚固锚杆对于控制松散破碎、高瓦斯和强烈动压影响的巷道围岩有重要的意义。为了揭示预应力全长锚固锚杆的受力状况,研究巷道矿压显现规律,本文采用有限差分软件FLAC3D和井下试验相结合的方式进行研究,取得结论:全长锚固锚杆的预应力沿杆体慢速锚固段呈近似均匀分布,在快速锚固段呈负指数或线性形式衰减,且在中性点处,锚杆的轴向载荷最大;预应力全长锚固锚杆的中性点随着围岩强度的降低向钻孔的深部移动,中性点深移会加速锚固区深部岩层的破坏,恶化锚固效果,需采取预注浆、注浆锚杆(索)等方式。     

树脂锚杆全长锚固技术研究及应用

为了解决煤矿-500m水平以下高地应力下支护,减少巷道后期维修费用的问题,研制了全长锚固树脂锚固剂。全长锚固树脂锚固剂综合考虑了巷道支护技术经济效益,实现巷道支护高效快捷支护。全长锚固锚杆支护技术在不改变目前施工机具,不增加工人的劳动强度前提下,通过调整树脂锚固剂的参数,如直径、胶泥稠度、长度、支数,调整锚杆材质,调整螺帽扭矩参数等措施,实现井巷顶部、帮部全长锚固。在淮南矿区试验表明,使用全长锚固锚杆支护技术有效地控制巷道变形和巷道压力,确保煤矿安全支护,节约巷道费用,实现安全生产。     

特厚煤层煤巷锚索支护机制及参数优化研究

针对特厚煤层锚杆索常常无法锚固在稳定岩层中的问题,基于FLAC~(3D)数值模拟软件对特厚煤层煤巷锚杆索支护参数合理优化进行研究,得出在锚杆索锚固在煤体中的情况下使用悬吊理论来解释锚杆索支护原理是不适宜的,同时增加锚索长度对巷道支护效果并没有实质性的改善,且往往带来材料浪费、增加工人劳动强度、降低巷道掘进效率等问题。为相似条件下的巷道支护参数优化提供指导意见。     

坚硬顶板2S202-1回风巷全长预应力锚杆支护技术应用

以台头煤矿2S202-1回风巷顶板赋存坚硬岩层为工程背景,介绍了全长预应力锚杆支护技术。该技术采用不同凝胶时间的锚固剂,利用锚固剂的凝胶时间差,将预紧力充分传递至整个锚杆杆体,从而形成全长预应力锚杆支护结构。基于此,开发了坚硬顶板下全长预应力锚杆支护技术,现场工业性试验证明了坚硬顶板下全长预应力锚杆支护技术和参数的可行性。     

深部矿井复合顶板应力分析及支护对策

为有效解决岳城煤矿1308工作面复合顶板支护失效、应力测试困难问题,对复合顶板围岩结构进行了受力分析和数值模拟分析,并针对性提出支护方案。对主动支护区域外复合岩层调小锚杆锚索排距至1000mm,对主动支护区域内采用顶板全锚索支护,有效保证了煤帮变形的控制需要。     

断层构造影响带巷道全锚索支护技术

为了解决断层构造带内巷道的支护问题,针对车集煤矿2614工作面位于落差0~50 m断层影响内的地质状况,分析断层构造影响带内巷道支护的影响因素,研究得出巷道原有支护体系中锚杆失效的原因是围岩的破碎和锚杆长度的局限性使其无法提供足够的预应力;分析锚索支护的原理,和锚杆相比,锚索的长度、预应力及承载能力都比较大,更适用于断层构造影响带内的松软破碎围岩巷道的支护。同时,根据对原有锚杆支护失效的原因和锚索支护原理的分析,设计采用短锚索代替锚杆的全锚索支护,数值模拟结果分析和现场矿压观测数据都证明了全锚索支护的优越性。     

高强度等级中空锚索与线性锚索束协同支护技术

中空注浆锚索由于其特殊的中空结构,导致极限承载能力较常用实心锚索降低了30%以上,难以满足深部复杂应力环境巷道的支护要求。研究开发了2060MPa高强度等级中空注浆锚索,经实验室和现场实测,其极限承载能力达到了660kN以上,并指出了其拉力分散型的力学本质。为避免巷道顶板岩层水平移动导致的锚索剪切破坏,提出了高强度等级中空注浆锚索与线性锚索束协同支护技术,阐释了两种支护结构协同支护作用机制。选择顾桥矿1127(1)运输巷巷修工程为背景,开展了高强度等级中空注浆锚索与线性锚索束协同支护技术的现场试验,应用结果表明,该技术能够有效控制深部高地压巷道的围岩大变形,是一种行之有效的巷道加固方式。     

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.     

大断面软岩巷道U型钢桁架锚索支护技术研究

分析了大断面巷道破坏原因及U型钢桁架锚索支护系统的支护机理。在软岩巷道中采用U型钢桁架锚索支护方式,能对巷道围岩进行有效的控制,取得良好的支护效果。     

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。     

基于BIM技术的煤矿井下支护优化

BIM技术作为一种信息模式化的手段,被广泛运用于各类生产实践。为探讨BIM技术在矿井支护中的应用方式,在论述了矿井综采工作面巷道支护优化设计的基础和可能性后,详述了新型锚索的具体优化方案和优化后的优点,并以新型锚索支护技术为例开展了具体分析。在工艺改革和支护材料的管理及选择方面,提出了推引锚固技术、恒阻大变形锚索支护以及严格支护材料质量检验制度的建议。结合该技术进行支护方案的优化设计,具有一定可行性,且更加经济合理。     

赵庄二号井回采巷道锚网索支护参数优化研究

针对煤矿井下巷道锚网索支护参数选取随意性和盲目性导致巷道支护强度过低或过强问题。以赵庄二号井矿2305工作面回风巷道为工程背景,通过理论计算初步确定回风巷道锚网索支护参数,在此基础上设计锚杆的长度、间排距和锚索密度3种巷道支护参数优化方案,采用FLAC^3D数值模拟软件对锚杆不同长度、间排距和不同密度锚索下巷道围岩应力和巷道表面变形监测进行分析对比,确定最合理的方案。研究结果表明:随着锚杆长度由1.5 m增大至2.5 m过程中,巷道变形量逐渐减小,长度在大于2.5 m之后巷道变形量较小且无明显变化;随着锚杆间排距逐渐增大,锚杆之间产生有效应力区重叠部分逐渐减小直至分离,巷道变形量也逐渐增大;随着锚索密度增大,锚索在巷道顶板有效压应力影响范围越大,巷道变形量逐渐减小。在满足工程支护强度下,考虑经济成本、施工速度等因素最终确定锚杆长度2.5 m、间排距1 000 mm×1 000 mm,锚索每排2根最合适。     

中空高强度锚注锚索在金川矿区中的应用与研究

金川矿区具有大量的不良岩层,岩体结构面十分发育,岩体整体强度低,地应力大.巷道掘进后围岩变形量大,变形速率快,支护体破坏严重。采用中空锚注锚索进行巷道支护,其支护系统刚度大,锚索的载荷传递特性好,同时利用锚注一体工艺,实现全长锚固,提高了索体的单根承载能力,具有很高的抗剪能力.在金川矿区高地压、破碎围岩巷道中的研究使用,有效控制了巷道的变形破坏,延长了巷道的使用寿命,巷道支护成本显著降低。     

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。