弱胶结富水顶板留巷围岩变形特征与控制技术

为解决弱胶结富水顶板双巷布置工作面留巷支护难题,以色连二矿12309辅助运输巷为工程背景,开展了弱胶结富水顶板锚杆及锚索锚固性能试验,提出了以提高锚索锚固力为基础的分步支护与加固技术。通过巷道变形观测,分析了留巷围岩的变形特征。结果表明,留巷受本工作面采动影响主要为滞后影响,其中围岩变形剧烈影响区为工作面采后 0～300 m 区段,当留巷受下一个工作面采动影响时,其影响范围及影响程度较上一个工作面大幅降低,说明以提高锚索锚固力为基础的分步支护与加固技术是比较适合弱胶结富水顶板留巷的支护方式。     

富水弱胶结围岩巷道支护技术探讨

在富水弱胶结围岩条件下,U29可缩性支架安设初期的围岩控制效果甚微,仅在后期起到减缓变形的作用,难以从根本上控制巷道的整体变形破坏。富水弱胶结巷道围岩控制的关键是降低含水率。在此基础上,通过探排水钻孔施工、钻孔窥视等方法,动态分区确定锚杆、锚索的锚固位置,并以高预应力锚喷支护技术来有效控制围岩变形,从而提高掘进工作面的安全可靠程度,降低工人劳动强度,提高单进水平。     

台头前湾煤矿富水顶板巷道围岩控制技术研究

针对巷道顶板富水造成的围岩强度低难以支护的问题,以台头前湾煤矿2S202运输顺槽为工程背景,采用现场实测、室内实验及数值模拟相结合的方法,对富水顶板下的巷道围岩控制技术展开研究,发现顶板为弱胶结岩体,遇水易膨胀变形。基于此提出了“锚索保水注浆+布置巷道疏水孔+锚喷支护”的围岩控制方案。采用该技术方案后,巷道顶底板最大移近量约为50 mm,两帮最大移近量约为40 mm,围岩变形量较小,效果良好。     

弱胶结极软岩巷道围岩控制技术研究

针对西一矿东一回风大巷弱胶结极软岩煤层巷道支护的技术难题,通过对该巷道地质条件分析、巷道变形破坏特征分析,提出了极软岩弱胶结巷道围岩控制机理。通过ANSYS、FLAC3D数值模拟及理论计算,提出了"16#工字钢棚+二次挂网+二次喷浆+底梁浇注"的联合支护方案。工程实践表明,该条巷道围岩得到了有效控制,保障了煤矿的安全生产。     

富水顶板厚顶煤大断面巷道围岩控制技术研究

针对某矿富水顶板大断面切眼巷道顶板失稳的问题,采用现场观测和探测及室内试验的方法揭示了顶板支护失效诱发失稳的机理。数值模拟研究了开挖方案对顶板塑性区和变形的影响、主动疏水对围岩孔隙水压力的影响。基于优化开挖位置、合理开挖方案、优化支护方式和适时顶板疏放水的顶板围岩控制原理,提出了三阶段支护与顶板疏水相结合的巷道围岩控制技术,有效保证了富水顶板大断面巷道的稳定。     

富水煤层巷道顶板失稳机理与围岩控制技术

为了研究煤层巷道粉砂质泥岩直接顶受基本顶裂隙水侵蚀后,巷道掘进过程中易于发生冒顶事故的原因,通过现场调研、取样、实验室试验和理论分析相结合的综合研究手段揭示出富水煤层巷道顶板失稳的机理在于：巷道开挖后产生的顶板裂隙形成了直接顶与基本顶含水层之间连通的通道,使得微结构裂隙发育和含有较高的亲水性矿物粉砂质泥岩吸水,其吸水后产生了较高的膨胀应力,并在三向受力状态下发生崩解、破坏,锚杆承载基础弱化和较高的膨胀应力引起了煤层巷道顶板失稳。同时针对富水煤层巷道顶板失稳机理,提出了通过减少顶板水运动对围岩的破坏、优化巷道断面和高预应力来实现该类巷道顶板的稳定。工程实践表明,采用半圆拱巷道、合理布置疏水孔以及高预应力锚带网索组合支护体系可确保对该类巷道顶板的有效控制。     

富水顶板巷道围岩变形破坏机理及控制技术

本文以新元煤矿的地质资料为背景,运用理论分析、数值模拟、现场监测等手段,对顶板富水条件下巷道的变形机理及关键控制技术进行了研究,得出结论如下：在含水层的作用下顶板岩层中的黏土性矿物将发生严重的膨胀变形,锚杆、锚索支护体施工期间将会加大含水层与工作面之间的水力联系;顶板专用疏放水钻孔的布孔深度,应保证其深入到含水层主裂隙1.5～2 m,以达到良好的疏放效果;为提高支护体的稳定性顶部锚索应采用快速凝固药卷和中速凝固药卷相配合的全长锚固形式;在开挖支护完成后的前20 d内顶底板及两帮的移近速率分别为5.1 mm/d和1.26 mm/d,最终顶底板及两帮的移近量分别为177 mm和38 mm。     

仲恒煤矿弱胶结极破碎围岩巷道控制技术研究

针对仲恒煤矿115-102运输巷弱胶结极破碎围岩条件,使用小孔径钻孔窥视仪对巷道新掘段和变形量较大段进行窥视,对比分析巷道变形原因。使用FLAC~(3D)数值计算软件模拟分析了不同参数下锚杆预应力场分布情况。基于模拟分析结果,针对围岩特点确定了高预紧力、高强度、高刚度的锚杆索联合支护方案。该方案实施于井下并进行矿压监测,监测结果表明该方案可以有效控制围岩变形。     

富水弱胶结软岩巷道围岩变形破坏特征分析

弱胶结软岩巷道围岩稳定控制是煤矿安全生产需要解决的一个技术难题。为研究弱胶结软岩巷道围岩的变形破坏特征以及合理的支护技术,以色连二矿12307巷道为研究背景,考虑采空区积水下渗对弱胶结软岩强度的影响,采用FLAC^3D对“锚杆索网”以及“钢筋网+全锚索+混凝土地坪”两种支护方案下弱胶结软岩巷道的应力、变形、塑性区等分布特征进行了数值模拟分析。研究结果表明,常规“锚杆索网”联合支护下富水弱胶结软岩巷道很难维持自身的稳定,其围岩变形量以及破坏范围将随着巷道的向前开挖而持续增长,最终在顶板、底板、两帮出现的最大位移分别为630、410、155 mm,而塑性区深度则可达5.9、4.0、6.0 m。而“钢筋网+全锚索+混凝土地坪”联合支护下,富水弱胶结软岩巷道则在巷道开挖后会迅速保持稳定,并且其在顶板、底板、两帮出现的最大位移分别为37.0、31.2、9.8 mm,塑性区深度仅为2.0、1.5、1.1 m。应用表明,采用“钢筋网+全锚索+混凝土地坪”联合支护能够有效控制富水弱胶结砂质泥岩的泥化现象,有利于巷道的掘进与使用安全。     

弱胶结富水顶板采动巷道全锚索支护技术

为解决弱胶结富水顶板采动巷道支护难题,以色连二矿12307工作面回风巷为工程背景,采用数值模拟、钻孔窥视及现场实测等方法,研究了采动巷道围岩应力分布及顶板岩层破坏特征,分析了巷道围岩变形破坏原因,提出了"钢筋网护顶+横向布置的M钢带组合长短锚索+纵向布置的槽钢梁组合加固锚索"相结合的顶板全锚索支护技术。工程实践表明,采用上述支护方法,不仅可以防止顶板出现撕网及网兜现象,而且还有效控制了顶板下沉及离层,取得了良好的支护效果。     

复合顶板巷道围岩控制技术研究

针对星村矿3207轨道巷复合顶板松散破碎、顶板下沉量大、锚索破断等变形特征,分析了巷道变形破坏的原因、复合顶板巷道变形规律和控制技术要点,提出了采用"预应力中空注浆锚索+锚网索"联合支护方案,加强顶板支护强度,充分发挥围岩自承能力。现场工业性试验表明,该支护方案能有效控制巷道围岩变形。     

复合顶板巷道围岩控制技术研究

为解决复合顶板矩形巷道易冒顶垮落、难支护等问题,文章通过锚网索联合支护理论与数值模拟相结合的方法,确定了“锚杆+注浆索+金属网”联合支护技术,现场工业性试验结果表明：采用该联合支护技术方案后,巷道顶板、底板累计下沉量分别为22.5mm、18.7mm,左右两帮的累计移近量分别为11.5mm、9.5mm,围岩平均变形速率逐渐减小并趋于稳定。     

弱胶结富水巷道合理支护技术研究

为了解决大南湖西五矿围岩胶结性差、顶板含水量大导致巷道支护困难的问题,采用现场实测与数值模拟相结合的方法,进行了现场锚固性能测试,分析了随顶板岩层含水量增加,采用架棚支护、锚杆支护和锚杆锚索联合支护3种支护方式时巷道围岩变形规律和支护体受力特征。研究结果表明:在现场围岩条件下锚杆、锚索可以达到规定的拉拔力;顶板含水量较大时采用架棚支护围岩变形严重,梯形棚发生结构性失稳,而锚杆锚索联合支护可以有效减弱在水作用下锚杆轴向力的降低,大幅减小围岩变形。现场观测结果显示锚杆锚索联合支护围岩控制效果显著。     

梅花井煤矿富水巷道围岩控制技术研究

以梅花井矿232204辅助运输巷为研究对象,较为详细地分析了巷道所处的工程地质条件,实验室取样实测了该巷道顶板岩石遇水崩解特征,发现在水中浸泡很短时间内岩石几乎完全崩解;结合现场工程地质特征、实践经验和实验室实验结果,提出了232204辅助运输巷围岩稳定控制方案,并在现场进行了成功应用,取得良好的技术经济效果。     

软岩顶板巷道围岩控制技术研究

以晋煤集团凤凰山矿15号煤软岩顶板巷道施工与支护为工程背景,采用理论分析、数值计算和工业试验相结合的方法,系统研究了该类巷道围岩变形破坏规律,提出了采用高强锚杆锚索支护的围岩控制方法,通过现场试验,该技术取得良好的应用效果。     

破碎顶板回采巷道围岩控制技术研究

为确定工作面合理的支护体系,在围岩力学参数测试及数值模拟的基础上,确定巷道锚杆支护的间排距为1.2m,通过进行矿压观测:回采期间巷道两帮最大移近量为38mm,顶底板最大移近量为19mm,巷道锚杆预紧力都在40kN左右,受巷道掘进动压影响后锚杆受力逐渐增大,表明:支护体系有效控制了围岩的稳定,起到了预期的支护效果。     

弱胶结软岩巷道围岩稳定性研究

内蒙古鲁新煤矿地处内蒙古中东部,围岩主要为砂质泥岩,其典型特征为胶结性差、抗压强度低、软化性强,该类型围岩在陕蒙地区煤矿建设有典型性。为了评判开挖后巷道围岩的稳定性及支护体系的长期安全,需要确定围岩岩体力学参数和初始应力场。首先运用通过多种现代室内实验和原位测量方法,确定该地区软岩物理力学参数和初始应力场分布。然后根据现场初始地应力的实测值模拟分析巷道开挖后产生的围岩位移,巷道开挖完成后的围岩位移的实际监测结果与模拟位移值的一致性表明,试验确定的围岩物理力学参数和初始应力场分布与实际情况是相符,可为后续巷道、采区的合理化布置与支护结构设计提供基础数据,有效地指导了巷道开挖施工。     

复合顶板应力集中区巷道围岩控制技术研究

为解决三交河矿临空、多层薄煤岩层复合顶板巷道11-1052巷支护难题,探测了顶板煤岩层的厚度和裂隙发育情况,模拟分析了临近工作面采空后巷道围岩的应力集中情况,提出了把厚度小、强度低的复合顶板加固为厚度大、抗变形能力强的类刚性结构顶板的巷道围岩控制技术。井下试验结果表明,巷道围岩变形量小,锚杆锚索受力稳定,解决了该巷道围岩控制难题。