大断面破碎硐室围岩蠕变模拟及控制技术

对大断面破碎围岩多次返修巷硐,锚网索支护方式难以有效控制其强流变。结合焦煤公司中马村矿39#泵房多次返修的状况,认为高应力作用下的不稳定强流变岩层,支架受力不均等因素是硐室围岩失稳的主因,提出了主动支护与被动支护联合修复方案：一次锚网索支护,二次封闭刚性支架联合支护,三次围岩注浆加固。采用蠕变数值模拟方法对原支护和返修加固方案进行了分析,结果表明：原方案在360 d时的断面收缩率达到92.2%,顶板最大下沉量达到2792 mm,围岩处在加速蠕变失稳阶段;返修加固方案在1000 d时的顶板最大下沉量仅56.8 mm,围岩处在蠕变稳定阶段;锚索作用在完整岩体范围内,锚杆大部分作用在塑性圈范围内,注浆范围外应力等值线密集,其峰值随时间的延长而增大,且逐渐内移。工业性试验表明：224 d时,硐室表面最大位移为18 mm,变形速率小于0.5 mm/d,修复加固取得了成功。     

返修大断面硐室加固及数值模拟研究

在分析硐室围岩岩性、软弱围岩流变、复杂应力环境及原支护结构失稳的基础上,结合软岩巷道围岩控制理论,提出了以全长锚固锚杆、锚索增强国岩整体性和自承载能力的主动支护,并以底板锚注加底拱返修加固.采用FLAC3D软件对原支护方案和返修加固方案进行了数值模拟,结果表明:修复加固后,最大主应力峰值外移,塑性区范围减小,围岩承载能力增强,两帮移近量41.4 mm,顶板移近量22.1 mm,底鼓量6.45 mm,支护受力合理.现场工业试验表明:经过50～90 d的矿压观测,硐室变形量小于20 mm,变形速率小于0.5 mm/d,修复加固取得了成功.     

深部高应力软岩硐室注浆加固技术

为解决城郊煤矿深部高应力软岩硐室的支护难题,针对城郊矿二水平南翼变电所的地质条件,提出在硐室帮顶采用壁后注浆和底板采用预应力注浆锚索的方式进行加固。矿压观测表明,加固修复90 d后,硐室两帮最大移近量为110 mm,顶板最大下沉量为80 mm,底板最大底鼓量为38 mm。断面收敛在设计范围内,支护效果理想,硐室围岩持续大变形得到控制,硐室维护满足矿井安全生产的需求。     

构造带极不稳定围岩注浆加固效果数值分析

泰来煤矿+1 150 m水平运输大巷处于多条断层影响区域,巷道顶底板和两帮移近量大。在现场调研、巷道顶底板岩层结构分析及实验室试验的基础上,提出了在原支护参数不变的情况下,进行围岩注浆加固措施。采用FLAC数值软件对注浆前后的围岩加固效果进行了对比分析。结果表明:只进行锚杆+喷层+锚索支护时,围岩变形速度和变形量都较大,"围岩-支护"共同体呈松散破坏状态。采用注浆加固和锚杆+喷层+锚索的联合支护方式,围岩变形得到了有效控制,顶板最大下沉量140 mm、最大底鼓量80 mm、两帮最大移近量为125 mm。     

王洼二矿+1370 m轨道石门围岩控制技术研究

王洼二矿+1 370 m轨道石门在原锚网+U型棚支护下顶板两帮变形严重,影响了设备运输及通风行人。经过分析认为,围岩变形量大的原因为顶板泥岩稳定性不高,抗变形能力较差,由此提出了锚杆+注浆锚杆及锚索+金属网+全断面喷混凝土的返修方案,通过进行模拟和工业试验表明,返修巷道围岩控制效果良好,顶板最大下沉量为123 mm,两帮最大移进量为73 mm,为煤矿的设备运输及行人通风提供了安全保障。     

高应力区大断面硐室维修加固支护技术

处于高应力区、采动影响、围岩软弱环境中的大断面硐室破坏现象严重,影响了矿井安全高效开采。以恒源煤矿Ⅱ62采区轨道下山绞车房为研究对象,通过钻孔窥视,探查巷道围岩破坏情况,给支护方案提供了依据。采用顶板组合式拉力分散型树脂与注浆全长锚固锚索支护+直墙岩体破碎段钢筋混凝土墙置换+锚索支护的综合支护技术,矿压观测结果表明,该支护方案能够有效控制高应力区大断面修复硐室的围岩变形;提出并实施的"新型组合式拉力分散型树脂与注浆全长锚固锚索"支护技术,能够实现普通锚索支护的高强度与注浆加固的联合支护,对提高巷道或硐室长期支护安全具有重要意义。     

深部大断面软岩硐室支护技术优化及应用

为解决深部大断面软岩硐室急剧变形失稳问题,以朱集西煤矿西翼11煤运输大巷机头硐室为研究对象,采用理论分析与数值模拟的方法,对4种不同支护方案及不同支护结构(锚杆支护、锚杆+喷层支护、锚杆+锚索支护、锚杆+锚索+喷层支护)的围岩塑性区破坏深度与位移进行分析,得出方案三锚网喷初次支护+预应力锚索二次支护为最优方案。工程实践表明,采用耦合支护方案三后,支护结构的整体性承载能力和围岩的自承能力提高,机头硐室两帮移近量为25.98 mm,顶底板移近量为43.45 mm,有效控制了深部复合围岩的大变形失稳问题,保证了巷道围岩的长期稳定。     

大断面破碎软岩硐室联合支护修复加固技术

针对主斜井搭接硐室围岩软弱、易风化、硐室断面较大,巷道经多次修复加固,难以满足生产需要的现状,采用平面岩体锚索桁架+对穿锚索排架+粉煤灰高强砼+锚注+反底拱注浆联合支护技术,修复后巷道围岩变形量显著降低。修复近7个月,经测量最大位移量为2mm,围岩已趋于稳定。围岩锚注后,底臌速度也得到了一定程度的控制。取得了较好的支护效果。     

煤层水仓围岩变形破坏特征及控制技术研究

矿井永久硐室作为矿井重要设施,硐室围岩的长期稳定对于煤矿安全生产至为关键。针对益东煤矿煤层中央副水仓围岩失稳大变形难以控制的技术难题,梳理了副水仓硐室围岩现场变形破坏特征,建立UDEC数值计算模型,反演分析了原始混凝土砌碹支护下硐室围岩应力、裂隙发育程度、变形破坏特征,综合分析了副水仓硐室围岩变形破坏机理。结果表明：原始支护强度低、支护系统不协调、底板膨润土遇水膨胀是围岩大变形难以控制的主要原因。结合现场实际条件及数值模拟反演结果,提出了一种“注浆加固+锚杆、索+反底拱”联合支护技术应用于返修实践。现场监测表明：返修后45 d内,两帮收敛量最大为55.8 mm,顶底板移近量最大为46.5 mm,满足副水仓硐室安全使用要求,确保煤矿安全生产。     

深井马头门软岩硐室复合支护技术研究

某矿副井马头门处于深井高应力、大断面、极破碎岩层等复杂条件下围岩破坏比较严重。通过分析马头门围岩破坏原因之后,提出了锚网索喷+反底拱钢筋混凝土砌暄的联合支护方案。利用FLAC~(3D)对原支护方案和优化方案模拟并对比分析之后,决定采用锚-网-喷-索初次支护、双层钢筋砼二次支护方案修复副井马头门破坏段部分。现场监测表明:加固支护后,拱顶下沉量为16 mm,底鼓量为10mm,两帮移近量为12mm,硐室变形得到有效控制。