回采巷道锚杆支护顶板稳定性分析

在分析巷道围岩应力分布特征和锚杆支护巷道顶板破坏形式的基础上, 指出巷道锚杆支护顶板严重破坏的类型可分为两类： （１） 顶板锚固岩体沿巷道两帮上方的滑落, 即出现剪切破坏; （２） 顶板锚固岩体发生压缩破坏． 据此建立了巷道顶板稳定性分析模型, 提出了顶板稳定的判别准则．     

层状岩体巷道断面形状优选及支护方式研究

在层状岩体中施工巷道工程时,岩层倾角很大程度上决定了巷道的变形破坏特征,选择合理的巷道断面形状和支护方式对于维护巷道稳定至关重要.采用数值模拟方法系统地研究了层状岩体巷道在不同岩层倾角下的破坏模式,并结合压力平衡拱理论确定了层状岩体巷道断面形状的优选原则,继而提出了相应的支护方式.研究结果表明,在岩层倾角由水平逐渐变为陡立的过程中,巷道顶板的破坏模式也由对称的拱形冒落演变为非对称的楔形冒落,甚至是整体滑移破坏;基于压力平衡拱下巷道的自稳特性,对于顶板发生拱形冒落及整体滑移破坏的层状岩体巷道,推荐采用直墙拱形断面,对于楔形冒落的层状岩体巷道,推荐采用五边形断面;根据兰氏锚杆经验准则确定的支护参数一般适用于顶板发生拱形或楔形冒落的层状岩体巷道,当其用于顶板发生整体滑移失稳的层状岩体巷道时,可能会导致支护参数不够稳健.     

不稳定顶板煤巷锚网索梁支护实践

试验巷道顶板为碎裂结构岩体，介绍了此类结构岩体的主要工程地质特征。综合考虑锚杆兜掉和锚索悬吊两种作用设计了顶板支护参数，巷道稳定性观测表明试验取得成功。     

不稳定顶板条件下煤巷锚网索梁支护实践

以峰峰矿区万年矿碎裂结构岩体顶板巷道为例，说明了此类岩体的工程地质特征，介绍了巷道顶板和两帮的破坏形式，及其破坏原因，利用锚杆兜掉和苗索悬吊2种作用设计了锚杆支护参数，巷道稳定性观测表明试验取得成功。     

新城金矿滕家矿区深部巷道围岩破坏与数值分析

针对新城金矿滕家矿区深部巷道围岩进行现场工程地质调查、岩石力学实验，分别应用RMR、Q和GSI方法对巷道围岩进行岩体质量分级，确定其围岩体质量等级为III级，岩体质量差~一般。以岩体质量分级为基础，应用Hoek-brown准则和经验公式估算岩体力学参数。应用弹塑性力学解析巷道围岩塑性区破坏范围，并以此为基础应用Phase2对巷道围岩稳定性进行分析。结果表明：巷道顶板塑性破坏范围为0.598 m，两帮塑性破坏范围分别为0.84 m和0.695 m；巷道顶板位移为7.2 mm，两帮位移分别为7.6 mm和6.8 mm；从巷道围岩应力分析可以看出，深部巷道开挖产生的应力集中超过岩体强度，由此判断深部巷道围岩破坏主要是开挖扰动应力作用在节理化岩体上致使巷道围岩失稳破坏，本研究结果对该矿深部巷道围岩支护提供依据。     

层状岩体巷道顶板冒落拱高度计算方法研究

 普氏理论广泛应用于煤矿巷道顶板冒落拱计算中,但煤矿巷道顶板岩体多为层状岩体与普氏理论的假设存在一定差别,本文基于普氏理论的基本思想,通过分层冒落和层状岩体全冒落两种假设推导出了层状顶板巷道冒落拱高度分层计算公式。利用推导出的水平和倾斜层状岩体冒落拱分层计算公式可以方便的计算层状岩体巷道冒落拱高度。通过工程实例对比分析,发现冒落拱高度分层计算公式的结果更符合实际情况,这也为层状岩体中修筑地下工程巷道支护设计提供了参考依据。     

大倾角煤层回采巷道顶板稳定性分析

大倾角煤层回采巷道顶板稳定性是实现煤炭企业实现安全高效生产的前提条件。本文通过对大倾角煤层回采巷道顶板支护系统稳定性进行分析,得出顶板三角形危岩体是影响大倾角煤层回采巷道顶板稳定性的主要原因,通过计算确定出顶板三角形危岩体垮落条件,为大倾角煤层回采巷道的合理支护提供了依据。     

卸压开采顶板巷道破坏特征及稳定性分析

通过物理模拟实验显示上行卸压开采顶板岩层运动状况,分析了不同区域顶板巷道的采动破坏特征;利用长距离钻孔跟踪探测桃园煤矿上行开采顶板岩体的裂隙发育过程,得到了顶板不同区域巷道围岩的裂隙分区特征,并推断出该特定条件下上覆岩层采动稳定周期为165 d;采用FLAC软件进一步研究了不同侧压系数和采动应力环境下的顶板巷道的椭圆形...     

风氧化浅埋软岩巷道变形机理及支护研究

针对浅埋煤层受地表风化及降水侵蚀较为严重的巷道其顶板极为破碎难以支护的问题,以晋北煤业5-101工作面运输巷道为研究背景,研究了风氧化浅埋煤层软岩巷道破坏特征及支护机理。分别应用高预应力钢绞线锚索、锚杆排间刚性注浆、中空锚索改良材料注浆的方法进行巷道支护,研究表明:通过较深的中空锚索注浆可以更深范围的加固巷道顶板岩体,形成更为稳定的顶板支护圈,工程应用时顶板变形小于7 cm,巷道稳定性得到有效控制。     

滨湖矿巷道围岩裂隙演化规律实测研究

为了探究深部巷道围岩裂隙随着巷道掘进的时空演化规律,以滨湖煤矿16112材料巷道为工程背景,利用ZKXG30钻孔成像仪,在巷道掘进过程中,对巷道顶板及帮部煤岩体进行钻孔探测;定量化分析顶板钻孔煤岩体结构面分布特征,对不同位置顶板破碎情况进行评价,获得了16#煤层巷道围岩裂隙时空演化规律。结果表明:随着巷道掘进,围岩松动圈呈现初期扩展,后期缩小的发展态势;掘后0～250 m范围内围岩松动圈扩展,250 m左右松动圈扩展到最大;250～650 m松动圈逐渐缩小,650 m左右松动圈达到稳定。     

不稳定顶板煤巷锚网索梁支护实践

试验巷道顶板为碎裂结构岩体 ,介绍了此类结构岩体的主要工程地质特征。综合考虑锚杆兜掉和锚索悬吊两种作用设计了顶板支护参数 ,巷道稳定性观测表明试验取得成功     

顶板破碎围岩巷道“锚护喷注”一体化支护技术研究

针对顶板破碎围岩巷道成型难,容易出现顶板镂空、离层及下沉等问题,对运输巷进行钻孔窥视,实测基本顶全破碎,顶板松动圈范围约5.0m;巷道变形破坏的主要因素为巷道围岩强度低、顶板破碎岩体范围大及不合理巷道支护参数;为改善巷道围岩结构,拟采用"锚护喷注"一体化支护技术,即超前注浆、巷道喷浆、加长锚索和滞后注浆相结合的围岩加固技术;通过数值模拟进行支护校验,结果表明改进后的支护方案,其巷道塑性区范围和变形量都显著减小,"锚护喷注"为一体的巷道围岩加固技术具有可行性;通过现场工业性试验,顶板和两帮的变形量及顶板离层量均较小,顶板破碎岩体得到了有效加固,围岩控制效果较好。     

深孔爆破在小煤柱巷道顶板控制中的应用

为保证深埋坚硬顶板厚煤层开采条件下小煤柱巷道稳定性，采用深孔爆破的方法对巷道顶板进行预卸压。通过小煤柱巷道顶板弧形三角块结构分析，确定顶板预断裂位置，在此基础上，根据现场地质及施工条件，首先分析确定深孔爆破单孔施工参数及装药参数，然后通过理论计算和现场爆破试验的方法，综合确定爆破孔间距为10 m,进而指导现场爆破方案设计。工程实践表明：工作面微震事件大多集中在回风巷一侧，未采取深孔爆破预卸压措施时，能量大于10⁴ J的微震事件释放能量占总能量的69%,采取措施后，工作面回采区域尤其是回风巷一侧顶板能量以小能量微震事件的形式有效释放，大能量微震事件明显减少；微震层析成像分析表明，断顶爆破作用致使煤岩体中高应力区域向深部转移，避免了对巷道及煤柱的直接影响；支架工作阻力监测得出，回风巷侧顶板来压周期较短且较稳定，来压步距平均为19.1 m,约为爆破孔间距的2倍，说明断顶爆破对顶板来压活动起到了一定的控制作用；由现场巷道变形观测得出，采取断顶爆破预卸压措施后，巷道两帮变形量及顶板下沉量较未采取措施时减少了78%和80%,未出现严重帮鼓和支护失效现象，巷道变形控制效果明显。     

软岩巷道松动圈P波测试与锚杆支护数值模拟研究

某地下矿山开采深度较大,围岩体破碎且表现为软岩的特性,巷道开挖后,临时的锚网支护出现严重垮塌。为了分析该巷道的稳定性以及优化临时支护方案,通过对巷道顶板进行松动圈测试,根据松动圈范围优化锚杆的长度,并通过数值模拟分析支护效果。结果表明,适当增加锚杆长度,将锚固端设置在松动圈以外的稳定岩层能有效降低巷道顶板的位移量,进而确保巷道的稳定性。通过P波速度确定巷道围岩体的松动圈范围后,再选择合适长度的锚杆,为巷道开挖后的有效支护提供了可靠的安全保障。     

富水巷道顶板水渗流特征数值计算研究

巷道开挖改变了顶板岩层裂隙水的赋存形态,水作用下顶板岩体强度削弱显著,易于引起顶板的大变形甚至垮冒失稳。现场实测了富水巷道顶板水出水位置和围岩内部结构,利用数值计算方法研究了富水巷道顶板无疏水孔、有疏水孔和有疏水孔且穿过顶板岩层裂隙面3种情况下,顶板水流动特征、孔隙水压力变化规律及其顶板支护强度对顶板水渗流特征的影响作用。研究表明,富水巷道顶板出水位置位于裂隙发育区域,通过合理布置顶板疏水孔技术参数,有利于顶板水的排放和顶板围岩稳定控制。据此,提出了有控疏水和合理保水的技术原理,并在现场进行了工程应用。     

随机节理岩体巷道再生顶板失稳机理与控制研究

为研究随机节理岩体巷道再生顶板失稳机理及控制方法,基于龙口某矿油页岩上分层巷道节理参数统计结果,结合蒙特卡罗模拟方法,采用UDEC软件内置FISH语言编写了随机节理模拟程序,建立了随机节理岩体巷道数值模型,对随机节理岩体巷道再生顶板的失稳破坏过程及支护方式进行了模拟,并通过工程应用对数值模拟进行了验证。结果表明:再生顶板巷道开挖后预留护顶中小的易冒块体首先沿节理面滑落,之后关键块体在上部破碎岩块压力作用下沿节理面滑动下沉,当关键块体一端滑离巷帮节理面时,关键块体失稳,发生冒顶;再生顶板下预留护顶掘进巷道合理支护方式为锚索-架棚联合支护,可有效控制巷道顶板变形并防止顶板破碎块体冒落。     

不同应力状态下深井水平层状软岩巷道底鼓机理研究

为研究深埋层状岩石应力边界条件下巷道变形破坏规律,基于欧拉公式,利用压杆稳定理论、摩尔库仑准则和挠曲破坏力学模型,分析不同层状岩体巷道变形破坏机理,按岩体柔度对层状岩层进行划分,考虑应力边界条件,建立新的力学强度参数,并结合旗山煤矿工程地质条件,利用Flac3D数值模拟分析不同应力边界条件下层状底板岩层巷道变形破坏动态演化规律。研究结果表明:1)压杆稳定理论能很好地适应于层状岩体顶底板巷道变形破坏模型,可将层状岩体近似成压杆叠合体。2)将底板破坏强度与顶板破坏强度之比定义为K_c,所建立的力学强度参数能较好地反映巷道顶底板破坏演化规律,当K_c1,底板破坏临界应力比顶板破坏临界应力大,则顶板先破坏,产生的位移量较大;当K_c=1,底板与顶板的破坏临界应力趋于一致,同时破坏产生位移;当K_c1,顶板破坏临界应力比底板破坏临界应力大,则底板先破坏,产生的位移量较大。3)当K_c值逐渐趋向于1时,顶底板位移量也不断趋于接近。因此可逐步提高薄弱岩层的强度,通过研究Kc值的变化规律,从围岩整体稳定性方面考虑获得最佳的支护方式。     

破碎岩体巷道加固技术研究

潞宁孟家窑煤业主斜井巷道原支护方式落后,支护强度低,巷道安全性低。为保证巷道服务期间正常使用,针对主斜井具体环境,对巷道不同位置顶板状况钻孔窥视,结合顶板结构状况分析,进行了岩体锚固性能试验(试验结果巷道锚固性能高)。基于高预应力锚杆支护理论,提出采用锚网索支护技术加固方案。井下加固效果表明,设计方案能够有效控制围岩稳定,保证了主斜井的正常使用。     

采空区侧向悬臂切顶破断长度研究及应用

巷道煤柱侧采空区(侧向顶板)经常会遇到厚硬顶板，短期内不会自然垮落，容易诱发矿震及垮顶等事故。以泊江海子矿113105工作面为研究背景，针对侧向长悬臂造成的强矿压现象，基于顶板断裂力学，建立采空区侧向长悬臂力学模型，对切顶前后顶板间岩体断裂长度进行分析。结果表明：岩体的抗拉强度、厚度和摩擦系数较大时，断裂后的前梁长度较长；当岩体的密度及切顶角度增大时，断裂后的后梁长度较长；通过物理试验，切顶后长悬臂断裂成2块5～8 m长的块体，顶板呈周期垮落特性，实现了对巷道侧向悬臂岩层的主动卸压目的。现场试验表明：爆破切顶后围岩应力得到转移，矿压显现减少，巷道变形能满足工作面正常回采需求，保障了矿井的高产高效。     

锚喷巷道过破碎带的超前支护方法

锚喷支护巷道在顶板完好情况下,正常是在岩体揭开后,随即整形初喷以封闭岩体并起临时支护作用,而在地质构造带内,巷道随掘随冒,成形难,安全隐患大,顶板事故多。经探索采用超前锚杆支护方法,控制了顶板垮落,避免顶板事故。