煤矿深部高地压巷道锚索支护技术对策研究

为了解决煤矿延伸至深部后出现的高地压巷道支护难题,通过对锚索锚固机理、锚固结构及锚固工艺等进行基础性实验研究,提出了以孔壁注浆锚索为核心的煤矿深部高地压巷道锚索支护技术对策,包括:孔壁注浆锚索及其锚固技术;胀壳式端头机械锚固锚索及其安装技术;铰接箱形梁组合锚索支护技术。采用胀壳式端头机械锚索及与其配套的孔壁注浆锚固技术,可实现锚索的全长锚固,提高锚索内锚固的可靠性和锚索的内锚力;采用箱形梁锚索组合结构,可提高锚索支护外锚结构的强度、刚度和整体性,能有效地将巷道围岩表面压力绝大部分转移到围岩深部。从技术上有效解决煤矿深部巷道锚索支护难题。     

国内外煤炭开发信息

国内外煤炭开发信息煤巷锚头可调锚索加固技术的研究该项目为煤炭部重点科研项目。锚索的锚头可调，采用钢结构垫墩和球铰垫片，能灵活准确地调整锚索安装角度；采用控制卸载技术，成功地解决了深井高地应力破碎复合顶板煤巷锚索孔成孔的难题；采用注浆锚固或树脂锚固，特...     

深部破碎围岩条件下立体交叉巷道超前治理技术研究及应用

随着浅部煤炭开采向深部煤炭开采转变,深部高应力环境下掘进工作面立体交叉点附近巷道围岩松散破碎难以支护的工程问题,成为影响巷道快速掘进和后期使用维护的难题,考虑巷道围岩裂隙的存在,采用注浆超前治理+中空注浆锚索锚注一体化支护技术,研究结果得出：破碎岩体中,端头锚固方式容易发生脱黏失效,锚索预紧力达不到设计要求,且无法通过黏锚力控制浅部围岩,随着锚固长度增加,锚固力显著增强,对浅部破碎围岩的控制效果也越好。基于上述研究,提出破碎围岩条件下过揭发巷道注浆超前治理+中空注浆锚索锚注一体化支护技术,经工业性试验,巷道变形得到有效控制。     

深部煤巷掘锚一体化支护优化及安全保障技术

为提高掘锚护一体机组在深部复杂条件的适用性，以丁集矿1242(3)试验巷道为研究背景，提出取消锚杆、锚索组合构件思路以解决钻机对孔困难难题，进一步提升掘支效率，并提出了掘锚机组条件下的巷道围岩“护表刚化-锚固强化-应力优化”一体化协同控制技术措施。巷道顶板采用钢筋网护表内衬10#菱形金属网，走向线性锚索束安全保障支护技术，煤柱帮采用关键部位补强、注浆加固等方案，并进行了数值模拟验证。现场应用结果表明，巷道平均圆班进尺由原来的6排增加至8排，显著提升了巷道掘支效率，减人增效效果显著，实现了丁集煤矿掘锚一体机组条件下的深井煤巷掘支优化及安全有效支护。     

煤矿千米深井巷道松软煤体高压锚注-喷浆协同控制技术

针对煤矿千米深井巷道松软煤体大变形难题,以中煤新集口孜东矿大采高工作面运输巷为工程背景,分析巷道松软煤帮变形破坏特征及支护结构破坏、失效形式;采用井下试验和数值模拟相结合的方法,从锚杆锚索锚固力衰减、风化作用下煤体劣化及强流变性等方面,揭示出千米深井巷道松软煤帮大变形机理。提出千米深井巷道松软煤帮高压锚注-喷浆协同控制理念;采用数值模拟对比研究了锚杆锚索支护、锚注、锚注-喷浆3种方案巷道煤帮变形、裂隙及应力演化规律,阐明了巷道煤帮高预应力、高压锚注-喷浆协同控制原理。研发出高强度、高压、组合式注浆锚杆与高压注浆锚索,研究了注浆锚杆、锚索及注浆材料性能与锚注效果,形成了高预应力锚杆、锚索支护-高压劈裂注浆改性-表面喷浆协同控制技术。将研究成果应用于中煤新集口孜东矿,提出试验巷道锚注-喷浆协同控制方案及参数,并进行了矿压监测。监测数据表明,采用提出的高压锚注-喷浆控制方案后,煤帮结构、完整性与强度得到显著改善,锚杆、锚索锚固力大幅提升,充分发挥了高强度锚杆、锚索主动支护作用。巷道两帮收缩量降低86%,锚杆、锚索破断率大幅减少,有效控制了千米深井巷道松软煤帮大变形,为此类深部巷道大变形控制提...     

郭二庄矿改进“锚注一体化”技术

<正>冀中能源邯矿集团郭二庄矿对巷道"锚注一体化"技术进行了改进,大大降低了巷道变形量,节约了维修成本,减轻了职工劳动强度。该矿在22110地区实施"锚注一体化"技术后,受煤层松软、围岩极度破碎等地质条件影响,锚索在张拉力下钢管槽不能完整保留,从而导致注浆管压死现象,不能正常施工注浆。该矿经过反复试验,在描索托板距锚索孔外径0.5cm处打设一直径为21mm注浆管孔,使煤帮锚索孔出来的注浆管直接通过注浆管     

巷道掘支锚连续平行作业机理及其应用

为解决基于悬臂式掘进机与单体钻机配合的巷道快速掘进问题,介绍了基于悬臂式掘进机的掘支锚连续平行作业工艺,形成了掘进、支护、锚固连续平行作业的施工技术体系。采用现场试验的方法,对巷道掘进与锚固分离时,顶板离层和围岩锚固性能进行了测试研究。结果表明:在顶板预先施工4根锚杆,然后在临时支架后方补打其余锚杆锚索,不会出现明显离层;不同空顶距下锚杆锚索锚固性能可以满足掘进与锚固分离要求;确定采用临时支架可以满足掘支分离生产需求。开发了连续自移式快速掘进支护装置和掘支锚连续平行作业工艺,主要包括钻探、掘进割煤、临时支护、掘进工作面锚杆打设、后方锚杆锚索打设、转载运煤、除尘等工序。在潞安漳村煤矿西下山回风巷进行了现场试验,采用新型掘支锚连续平行作业后,月进尺达到745 m,支护效果良好,掘进效率提高65%以上。     

煤顶巷道树脂卷锚高强锚索退锚工艺试验研究

煤顶巷道采用树脂卷锚固高强度锚索补强支护效果良好，但在放顶煤开采时，巷道顶板在回采阶段不能及时垮落，造成回采工作面顶板管理和通风障碍。针对这一难题，文章介绍了两种锚索退锚工艺以及用退锚法放顶的实际效果。     

中空注浆锚索在沿空留巷支护中应用

 摘要 本文主要介绍一种新型全长锚注锚索的作用机理、结构特点以及在现场的试验情况。在软弱顶板条件下的巷道支护，推广全长锚固技术，是锚网索支护的一个进步。和端锚相比，锚注锚索在强化了锚索在挤压加固、多层组合拱以及注浆等方面的作用。 新型锚注锚索研制成功后，在高河矿井下沿空顺槽进行了现场试验，取得了良好的支护效果和经济效益，和端锚支护的巷道相比，巷道变形量明显减小，控制了顶板深部离层，节约了用于二次支护和补强支护成本。     

小孔径预应力锚索内锚力增强技术研究

为解决目前深井高应力及复杂环境下巷道存在的小孔径预应力锚索内锚强度低、锚固可靠性差的问题,采用现场调研、实验室仿真试验方法,分析总结了常规预应力锚索可能的失效原因,指出锚索索体光滑是导致锚索内锚可靠性较低的重要原因之一,基于上述研究提出了一种内锚力增强技术即叶片式锚索锚固结构。实验室仿真试验及现场工程应用结果表明:叶片式锚索能够有效避免钢绞线穿过锚固剂而发生的假性锚固;能够将树脂锚固剂聚酯薄膜包装袋充分搅碎,并将固化剂与胶泥充分混合均匀,对提高锚索内锚强度、锚固可靠性及控制高应力、深部复杂巷道围岩变形效果显著。     

斜井巷道锚注加固技术研究

以某矿风井巷道围岩松散破坏的维护技术为例,从提高围岩整体结构强度的角度出发,提出了在原支护条件下对被保护巷道进行注浆加固的方案。对锚注工艺的流程、材料设备、施工措施作了详尽的论述,并用数值模拟软件UDEC模拟分析注浆技术的关键因数。研究水泥浆液比例与注浆压力对浆液扩散范围的影响。从现场实践的效果来看,注浆技术的采用提高了浅部岩体的围岩强度,改善了力学性能,从而使巷道在采用锚索支护时,能够显著提高锚索的锚固力,形成有效的承载结构。验证了锚注支护理论。     

高强全锚注支护结构性能与工艺技术应用北大核心

针对高应力、软岩、动压、裂隙节理破碎岩体及其复合型困难条件巷道围岩非连续、非协调大变形控制难题,采用理论分析、室内支护材料力学实验、现场试验的综合研究方法,进行了高强中空注浆锚杆、高强中空注浆锚索结构分析、性能测试及工艺技术应用探索,提出了复杂困难条件巷道高强全锚注一体化控制理念,即通过采用高强中空注浆锚索/锚杆及高强护表构件全锚注支护,最终形成巷道围岩'协同强力护表、叠加内拱、深外拱'多层次、梯次强化支承结构;在平煤一矿回风上山进行了全方位高强耦合控制试验,长期矿压观测表明巷道围岩得到有效控制,真正实现了锚杆索锚注一体化、全长锚固及围岩提质增强。     

中空注浆锚索在巷道加固技术中的应用

 摘要：针对高应力软岩巷道围岩难于支护的情况,提出了应用中空注浆锚索配合新型复合注浆材料等对其进行加固支护的试验方法,对锚注加固技术机理及中空注浆锚索的特点进行了阐述,详细说明了该锚固技术的施工工艺和措施,并对锚注加固试验效果进行了分析,指出该方法技术先进,工艺简单,锚固效果好,成本低,具有很好的经济效益和社会效益,有利于安全生产。这次新型注浆锚索加固支护试验的成功,为今后软岩巷道的加固支护提供了一条新的技术途径,具有广泛的应用推广价值。     

预应力全长注浆锚索受力特征及工程应用

为研究预应力全长注浆锚索在围岩加固方面相对于端锚锚索的优势,基于中性点理论,分析锚索轴力、剪应力分布特征;建立全长注浆预应力锚索力学模型,推导巷道围岩任一点在弹性、弹塑性及塑性状态下表面位移解析解;研究预应力全长注浆锚索对围岩径向及切向变形的控制作用;以晋城煤业集团有限公司某矿33042巷9号联络巷为工程背景,分析未受采动影响及采动影响下常规锚索及预应力全长注浆锚索支护效果。研究结果表明：靠近巷道表面围岩,围岩变形大于锚索,锚固体表面剪应力指向巷道自由面,在围岩深部,围岩变形小于锚索,锚固体剪应力指向围岩深处,两侧剪应力相反,锚固体轴向拉力沿锚索长度方向呈曲线变化,且在中性点处最大;在未受采动影响下,普通锚索与预应力全长注浆锚索支护巷道变形趋势相同,巷道开挖初期变形剧烈,之后趋于平缓,锚索受力均匀、工作状态平稳,预应力全长注浆锚索相比端锚锚索能够减少顶底板移近量50%;采动影响期间,预应力全长注浆锚索支护下,顶底板移近量和两帮移近量分别比端锚锚索减少21.1%和22.1%,锚索受力普遍增加,且变动不大,未出现锚索破断现象;预应力全长注浆锚索相较于端锚在围岩径向及切向变形控制方面具有明显...     

煤矿巷道锚索锚固力井下试验研究

为研究树脂锚索锚固力大小的影响因素,以塔然高勒煤矿回风大巷复合顶板地质条件为工程背景,在井下巷道进行长度不同、锚固长度相同锚索锚固力现场试验。结果表明锚索长度加长,锚索搅拌树脂锚固剂效能减弱,导致锚索锚固力降低;锚索锚固力大小受岩层强度影响明显,砾岩层锚固力最大,泥岩层锚固力次之,煤层锚固力最小;满足三径匹配前提下,为保证锚索达到足够锚固力,应将锚索锚固段锚固到稳定岩层,据此确定出大巷顶板的锚索长度,为类似地质条件矿井巷道锚索锚固力设计提供参考依据。     

矿用小孔径预应力拉力分散型锚索锚固结构研究及应用

采用数值模拟方法分析了目前煤矿小孔径树脂锚固锚索剪应力分布特征,指出其受力本质为拉力集中型,在外锚固起始段会产生严重的应力集中现象,容易造成锚索锚固段渐进破坏,进而导致锚索锚固失效。通过凝胶时间达6～8h、抗压强度60MPa以上缓凝型树脂锚固剂的研发,提出了矿用新型小孔径拉力分散型锚索结构及施工工艺。在现有矿用锚索支护施工工艺不变的条件下,实现了同一钻孔内不同锚固段树脂药卷的分时分段锚固。数值计算结果表明矿用拉力分散型锚索能够将锚固段剪应力分散至两处,显著降低锚固段应力集中程度。工程应用结果表明,该技术能够大幅提高锚索内锚可靠性及锚索强度利用率,有效改善锚索内锚力与破断力的匹配性能,对巷道变形控制效果显著。     

临涣矿回采巷道锚注加固支护控制技术

介绍了临涣矿中组煤层9煤的地质和回采巷道变形状况,采用锚注与树脂锚固锚杆对散体围岩的回风巷进行修复,既发挥了注浆锚注加固软弱破碎围岩的作用,又为高锚固力的树脂锚固锚杆提供了着力点,使两者能力得到有效发挥,改善了巷道支护效果,提高了经济效益。     

长锚索注浆加固技术的研究与应用

从研究长锚索锚体结构和锚固方法入手．提出螺旋体长锚索注浆加固技术在特定条件下的应用，现场实践证明，在采场矿岩节理发育，上盘围岩不稳固时，采用长锚索注浆加固技术具有简单可靠、安全高效的特点。     

高应力邻空巷道全长锚注加固支护技术研究

针对阳泉矿区高应力综放面围岩破碎邻空巷道难支护的问题,采用中空注浆锚索进行全长锚注加固,通过建立FLAC~(3D)数值计算模型,研究了浆液扩散与注浆压力、注浆时间、围岩渗透率之间的关系,设计了阳泉一矿81205工作面回风巷中空注浆锚索支护方案,并进行了工业性试验。矿压监测结果表明,在锚固区域内,顶底板移近量减少了40.6%,两帮移近量减少了43.0%;锚索支护范围内离层减少了18.1%,锚杆支护范围内离层减少了33.1%,锚注支护取得了良好的效果。     

联合支护技术在深部大断面巷道的应用

焦煤公司中马村矿39采区泵房埋藏深,巷道高,断面较大,施工困难.巷道一次支护采用锚网喷+锚索支护,但巷道变形严重,无法满足设备安装要求.通过分析巷道破坏原因,二次支护采用了锚网喷+锚索+圆形36U型钢可缩支架+壁后注浆的联合支护方式,取得了良好的支护效果.