深部岩巷二次锚喷耦合支护技术

以孙村煤矿埋深1300m的东大巷应用为例,系统分析了深部岩巷锚喷二次支护技术．结合深部岩巷的实测数据,采用FLAC^2D数值分析软件,从顸底板和两帮收敛变形、塑性区、围岩最大主应力、锚杆内力等方面比较了二次支护技术优于传统的一次锚喷支护技术,表明二次锚喷支护技术能有效地解决深部高地应力巷道围岩难支护的技术问题,使不同位置锚杆的荷载和围岩应力场均匀化,实现了支护结构与围岩的动态耦合．通过比较第2次锚杆支护不同实施时间的顶底板和两帮收敛变形,得出了与实测结果相吻合的东大巷二次支护第2次锚喷最佳时间为30～40d．     

深部岩巷二次锚喷耦合支护技术

以孙村煤矿埋深1 300 m的东大巷应用为例,系统分析了深部岩巷锚喷二次支护技术.结合深部岩巷的实测数据,采用FLAC2D.数值分析软件,从顶底板和两帮收敛变形、塑性区、围岩最大主应力、锚杆内力等方面比较了二次支护技术优于传统的一次锚喷支护技术,表明二次锚喷支护技术能有效地解决深部高地应力巷道围岩难支护的技术问题,使不同位置锚杆的荷栽和围岩应力场均匀化,实现了支护结构与围岩的动态耦合.通过比较第2次锚杆支护不同实施时间的顶底板和两帮收敛变形,得出了与实测结果相吻合的东大巷二次支护第2次锚喷最佳时间为30～40 d.     

大断面煤巷巷宽效应及支护技术

针对煤巷宽度增加后的围岩控制难题,选取磁窑沟煤矿10104轨道巷为研究对象,采用FLAC3D模拟研究了巷宽对围岩的影响,结果表明:顶、底、两帮塑性区呈"半椭圆"状分布,随巷宽增加,塑性区面积和深度增加速率为顶板大于两帮大于底板;顶、底、两帮深部变形呈"负指数"关系向深部降低;同一围岩深度,表面变形量及变形增加量为顶板大于两帮大于底板;帮浅部支承压力随巷宽增加而降低,且支承压力峰值向深部转移。根据桁架锚索、高强高预紧力锚杆支护特点,提出高强高预紧力锚杆与桁架锚索联合支护技术,工程实践结果:帮移近量97mm,顶底板移近量127mm,顶板离层量3mm。     

深部高应力半煤岩巷失稳机理及支护技术

针对某矿1402E运输巷,采用现场调研、数值模拟、工程实践对深部高应力半煤岩巷失稳机理及支护技术进行研究。结果表明:深部高应力半煤岩巷失稳的主要原因是埋深引起的地应力高和巷道围岩的各向异性造成变形量大;1402E运输巷采用锚带网索支护,锚杆长度2 200mm,直径22 mm,锚固长度1 000 mm,预紧力为130 k N时,支护效果最好;工程实践中,巷道顶底板移近量平均为661.5 mm,两帮移近量平均为553.5 mm。     

深部岩巷锚喷支护技术参数确定与试验研究

为解决深部岩巷稳定控制难题,采用数值模拟和现场工业性试验的方法,建立了大尺寸"锚杆支护+混凝土喷层"三维数值计算模型,系统研究了深部岩巷锚喷支护参数对巷道变形的控制作用。研究表明:随锚杆预紧力、间距、锚固长度的增加,巷道围岩变形量得到有效控制,且受预紧力和锚固长度的控制更为显著,而适宜的锚杆长度可以有效控制巷道变形;喷层强度和厚度较小时,喷层结构会导致巷道顶底板变形向两帮转移,当喷层强度和厚度达到一定时,喷层结构可改善巷道整体围岩的控制效果。基于研究结果,设计了锚网喷支护技术和参数,现场工业性试验验证了其合理性。     

白皎煤矿2410底板道高构造应力软岩巷道支护

针对白胶煤矿2410底板道运输巷围岩变形严重、支护难度大的问题;依据"高预应力强力支护"理论;采用FLAC3D数值模拟分析2种不同支护设计方案;模拟结果表明,两帮和顶底板移近量分别较少360 mm和240 mm,由此确定2410底板道运输巷支护方案;通过现场试验应用效果分析,试验结果表明,顶底板移近量和两帮收敛量最大值分别是26 mm和21 mm;锚杆、锚索支护范围的围岩稳定、变形量较小;巷道支护效果良好。     

深部软岩巷道巷帮长锚杆支护技术

为了解决深部软岩巷道巷帮变形大、扩帮后需补打锚杆的问题,在赵固二矿1105工作面回风巷两帮进行了围岩破坏规律研究,结果表明,煤壁、煤柱帮的深部裂隙扩展区范围可达3.3 m,巷帮破坏深度较大,常规锚杆长度小,锚固段不能锚固到深部稳定的区域,难以有效支护巷帮。通过对长锚杆结构、力学性能及优越性分析,认为长锚杆更能有效控制深部软岩巷帮变形,据此,提出了巷帮长锚杆支护技术。在赵固二矿1105工作面回风巷的现场应用也表明,巷帮采用长锚杆支护技术后,两帮移近量较小,达到40~70 mm后即趋于稳定,长锚杆锚固力最终稳定在140~150 k N,支护效果良好。     

深部软岩巷道围岩变形规律及稳定性控制技术

以某矿IV621风巷为研究对象,采用现场调研、数值模拟和工程实践相结合的研究手段,对深部软岩巷道的变形机理及控制方案进行了分析,确定了该风巷的最佳支护方案,并应用于现场。结果揭示了破碎软岩巷道掘进期间巷道表面及巷道深部围岩移近量的时间效应;分析了锚杆支护、锚索支护和联合支护在控制围岩变形量的情况;现场实践中,巷道顶底板移近量缩小至95 mm以内,两帮移近量缩小至100 mm,符合煤矿安全生产的需要。     

深井软岩煤层巷道锚网索耦合支护研究

针对河南某煤矿140703综放工作面回风巷深井软岩巷道的地质特点,结合锚网索耦合支护相关理论研究成果,采用理论计算和数值模拟的方法确定了巷道锚网索初次耦合支护参数和二次耦合支护参数。现场实测结果表明:巷道两帮最大移近量147 mm,顶底板最大移近量87 mm,巷道围岩变形量小,锚网索耦合支护能有效控制巷道围岩变形,其支护效果良好。     

不同侧压系数下深部软岩巷道应力演化规律及支护研究

针对深部软岩巷道变形破坏严重问题,以谢桥煤矿11316运输巷为研究对象,采用现场调研、数值模拟及应用实践等方法,研究了不同侧压系数下深部软岩巷道围岩力学演化特征,以及位移场、破坏场的分布规律和优化支护技术。研究结果表明,随着侧压系数的增加,巷道围岩应力集中程度逐渐从巷道两帮向顶底板移近,进而导致巷道顶底板的剧烈变形破坏。提出了等强预应力让压锚杆及高强度预应力锚索的优化方案,加强了对巷道顶板及帮部底角位置的支护。实践结果表明,采用该优化方案实现了对高水平应力软岩巷道的稳定支护。     

三河尖矿深部沿空留巷围岩控制技术研究

为了有效控制深部沿空留巷围岩变形问题,分析了深部沿空留巷的围岩变形规律,提出了深部沿空留巷围岩控制技术,即采用高强高预应力锚杆支护技术、充填区域顶板控制技术、充填体预应力承载结构和动压作用期间单体液压支柱加强顶底板支护等控制技术。实践表明:该技术有效地维护了巷道围岩稳定,最终两帮变形量小于550 mm,顶板底变形量小于1 200 mm,主要以底鼓为主,经卧底后可满足下一工作面回采要求,取得了很好的沿空留巷预期效果。     

条带开采斜巷围岩破坏机制及支护优化

针对谢桥煤矿1312(3)运输巷,利用FLAC~(3D) 模拟软件对倾斜煤巷围岩变形破坏机制和支护技术进行了研究,得出结论:倾斜巷道开挖后底板和两帮的破坏非常严重,顶板稳定性较好;锚杆支护和锚杆索支护对应的两帮移近量分别为0.59、0.48 m,顶、底板移近量分别为0.53、0.44 m;在1312(3)运输巷施工锚杆索支护后,两帮平均位移量为48 mm,顶、底板平均位移量为66 mm。     

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．     

深井软岩巷道围岩控制技术

本文根据软岩工程支护的原理即支架与围岩共同作用原理,正确分析了深部软岩巷道的围岩变形机理。介绍采用锚喷二次支护技术作为软岩巷道的围岩控制技术,并合理确定二次支护的时间和参数,取得了理想的控制效果。     

深井高应力巷道围岩变形及控制技术研究

为了解决赵固一矿2号煤层11271胶带巷围岩变形破坏严重的问题,通过现场监测数据分析地质力学参数和原支护方案围岩变形破坏规律,指出围岩强度低、赋存水文地质环境复杂、应力集中系数高、支护强度无法达到要求是巷道围岩变形破坏的主要原因。提出了强力一次支护理论,采用全长预应力锚固强力锚杆锚索控制技术提高顶板初期支护预应力和支护强度,加强两帮支护的支护方案。现场试验效果表明:无论是从锚杆索受力还是从巷道顶底板和两帮变形量来看,采用全长预应力锚固强帮控顶技术后,巷道变形得到有了效控制,而且保证了正常回采。     

顶底板双软条件下沿空留巷围岩控制技术研究

针对顶底板双软条件下沿空留巷围岩控制的技术难点,研究了顶底板双软条件下沿空留巷围岩破坏特征及变形规律。研究结果认为,保持沿空留巷充填区域顶板的相对稳定与完整是实现顶底板双软条件下沿空留巷围岩控制的关键。结合现场条件,确定了合理的巷内补强支护、加强支护和巷旁支护参数。现场实测表明,两帮变形以煤柱帮变形量为主,顶底板变形以底鼓为主,巷道围岩变形得到了有效控制,实现了Y型通风,可在类似矿井进一步推广应用。     

深部破碎岩层巷道支护技术研究

针对深部破碎岩层巷道支护困难的问题,探讨了深部围岩耦合支护机理:二次承载圈通过一次支护锚杆锚固端为一次承载圈提供力源;一次承载圈对二次承载圈的变形进行约束,阻止二次承载圈内围岩进一步破坏;一次承载圈和二次承载圈的协调变形能够压实、强化一次承载圈,释放二次承载圈的部分变形能。通过数值模拟对巷道支护合理性进行验证,结果表明:巷道两帮应力集中现象明显降低、屈服范围大大减小,顶底板和两帮移近量得到了有效控制。     

非软顶底板煤巷锚杆支护及围岩松动规律

分析巷道围岩松动规律是优化锚杆支护的基础.通过对非软顶底板煤巷围岩松动特征与锚杆支护关系的分析,理论计算了非软顶底板煤巷围岩的松动范围,提出了非软顶底板煤巷锚网索耦合支护方案,运用数值计算分析了非软顶底板煤巷锚杆支护前后围岩松动规律,并对试验巷道围岩松动范围进行了钻孔窥视和超声波探测.结果表明:非软顶底板煤巷围岩松动范围在顶板两角及两帮中部,两帮呈半圆形破坏,顶板呈马鞍形破坏.锚杆支护后,围岩松动范围减小,围岩应力由顶板两角沿两帮向底板两角深部转移,顶底角锚杆(索)耦合支护利于巷道围岩的稳定.     

松软围岩沿空留巷矿压规律研究与支护技术的应用

基于新元公司3号煤巷道顶底板属软弱围岩,受强烈的工作面回采动压影响,巷道变形剧烈,尤其底鼓量大,两帮变形严重。为了解决沿空留巷后,巷道能够二次复用,减少整巷工程量,采用十字监测法监测围岩收敛变形,针对需要保留下的巷道两帮、顶底板的移近量、现场锚索失效规律,提出合理的支护方案。     

厚煤顶大断面煤巷关键部位及围岩控制

采用UDEC模拟了巷宽对山西磁窑沟煤矿10106输送带巷围岩稳定的影响,结果表明:顶、底塑性区呈"拱形"分布,两帮呈"三角形"分布。塑性区深度顶板两帮底板;塑性区深度增加迅速:两帮顶板底板;围岩表面变形:顶板两帮底板,表面变形增加量:顶板两帮底板。认为:两帮上部为第一控制关键部位,顶板为第二控制关键部位,两帮和顶板锚杆索空间应力骨架结构互相促进围岩稳定。基于此采用高强高预紧力锚杆索支护技术。