新景矿厚煤层托顶煤巷道支护技术优化及应用

针对阳煤集团新景矿15号煤层厚煤层托顶煤巷道支护难题,对井下原有支护和破坏情况进行调研与分析,提出原有巷道存在支护初期刚度低、支护参数不合理、支护构件力学性能差、施工工艺和机具落后等问题,在此基础上,从地质力学测试、支护前期试验、巷道支护材料、支护参数、施工工艺等环节进行系统优化与调整,在15号煤层15028工作面进风巷进行了井下工业试验。试验表明,通过对原有巷道支护技术进行优化后巷道支护效果明显改善,巷道变形量降低70%,支护成本降低30%,同时提高了巷道掘进效率,取得了良好的支护效果。     

联合支护技术在白庄煤矿的应用

经过近30 a的开采,白庄煤矿已进入回采煤柱阶段。随着煤柱的回采,井下压力大,巷道变形严重,支护困难,维修频繁。白庄矿在原有的料石砌碹、型钢支护的基础上提出了采用锚杆+网+喷射混凝土支护方式进行井下巷道支护,并对其施工工艺及过程进行了优化,其效果良好。     

动力显现条件下大断面下山巷道锚喷支护技术研究

分析砂墩子矿动力显现条件下的大断面巷道原有支护失效的原因,运用高预应力一次支护理论,通过加大锚杆锚索的预紧力和增大构件的护表面积,提高初始一次支护的刚度和强度,并用数值模拟优化了支护参数。井下试验表明,锚杆锚索受力正常、巷道变形处于安全可控范围,实现了锚喷一次支护。     

寺家庄矿15106孤岛工作面沿空掘巷支护技术

阳煤寺家庄矿15106孤岛工作面回风巷采用留设小煤柱沿空掘巷,在掘进期间巷道变形严重,两帮移近量约为顶板下沉量的2.5倍,实体煤帮移近量约为煤柱帮移近量的1.4倍。通过分析15106工作面回风巷变形的原因,对原有支护参数进行优化,结合现场实际提出新的支护技术并在井下试验。矿压观测表明,优化后的支护参数有效地减小了围岩变形,提高了巷道围岩强度,保证了矿井安全生产。     

煤矿千米深井巷道围岩支护-改性-卸压协同控制技术

针对煤矿千米深井、软岩、强采动巷道围岩大变形难题,以淮南新集口孜东矿350 m超长工作面运输巷为工程背景,分析了巷道围岩大变形、支护构件失效原因;采用理论分析、实验室试验和井下试验方法,从围岩物性劣化、偏应力诱导围岩扩容、软岩结构性流变及超长工作面采动影响等方面,揭示了高地应力与超长工作面强采动应力叠加作用下巷道围岩大变形机理。以此为基础提出千米深井、软岩、强采动巷道支护-改性-卸压协同控制理念,采用数值模拟对比研究了无支护、锚杆支护、锚杆支护-注浆改性、锚杆支护-注浆改性-水力压裂卸压4种方案巷道围岩应力、变形及破坏规律,阐述了巷道支护-改性-卸压协同控制原理。研发出CRMG700超高强度、高冲击韧性锚杆支护材料,研究揭示了锚杆受拉、剪、扭、弯及冲击复合载荷作用的力学响应特征;开发出微纳米无机有机复合改性材料及配套高压劈裂注浆技术;研发出分段压裂水力压裂卸压技术与设备,形成了巷道支护-改性-卸压协同控制技术。基于上述研究成果,提出口孜东矿示范巷道支护-改性-卸压布置方案与参数,并进行了井下试验与矿压监测。监测结果表明,巷道围岩协同控制技术应用后,巷道变形量降低50%以上,锚杆、锚索破断率降低90%,工作面采动应力明显减小,有效控制了千米深井、软岩、强采动巷道大变形。最后,对下一步的研究工作进行了展望。     

深井高应力高突区域回采巷道变形特征及控制

针对首山一矿工作面回风巷掘进过程中围岩强烈变形的难题,综合现场调研、煤岩试验、理论分析及井下试验与实测等方法,对其变形破坏特征和巷道支护难点进行了分析,提出了针对此类巷道围岩控制的关键技术。结果表明,巷道变形速度快、底鼓严重、巷道累计变形量大是首山一矿回风平巷变形的主要特征;采用的高预应力高强锚杆支护系统、锚杆锚索协调支护技术、让抗结合、预留断面技术以及关键部位支护补强技术,有效地控制了巷道围岩的大变形。工业试验结果表明,支护后的巷道两帮变形量基本控制在180 mm以内,巷道顶板下沉量基本控制在170 mm以内,提出的支护技术对深部巷道围岩变形的控制效果良好。     

杜儿坪矿锚杆托板结构优化及推广应用

针对西山煤电集团公司杜儿坪矿井下复杂困难巷道围岩大变形,支护构件破坏严重,巷道支护效果不佳的现状,分析评价了现有托板存在结构不合理、预紧力矩转化效果差、承载力不足等问题,严重影响了巷道支护的整体效果。通过对现有托板及附件的合理优化,在托板厚度由14mm降为10mm的情况下托板的承载力提高了92.5%,锚杆预紧力在相同预紧力矩情况下提高了70%左右。通过井下工业性试验证明,井下支护构件破坏情况明显改善,巷道支护效果得到显著提高。     

深井高应力巷道锚杆支护参数优化研究

针对潘西矿7192回风巷在原锚杆支护效果不理想的情况,通过数值模拟软件FLAC3.3,对不同支护方式和支护参数条件下的锚杆支护情况进行模拟,并对模拟结果进行了分析。结果表明:相比原有的锚杆支护,强力锚杆支护系统能更有效地控制巷道围岩变形。通过对不同锚杆预紧力、锚杆排距、锚杆直径、锚杆长度的模拟支护效果分析,得到了优化参数预紧力为15t、排距为800mm、直径为25mm、长度为2.4m的螺纹钢筋锚杆支护方案。同时,将优化的支护方案进行现场试验,试验结果表明强力支护锚杆系统能更有效地控制巷道变形,明显改善巷道围岩支护效果。     

孤岛工作面迎采巷道掘进支护技术研究

针对寺家庄矿5110孤岛工作面巷道掘进支护技术难题进行研究,通过采用理论分析、支护设计优化等方法,对孤岛工作面迎采巷道掘进支护技术进行了研究分析,在5110工作面进行了现场实践。实践表明,优化后的支护方案应用效果良好,巷道围岩变形与支护压力大等现象得到明显改善,为类似条件下的孤岛工作面迎采巷道掘进支护提供经验借鉴。     

强动压下回采巷道高预紧力强力锚杆支护技术

为了解决强烈动压条件下回采巷道的支护难题,缓解煤矿采掘衔接紧张的局面,运用高预紧力强力锚杆一次支护原则,设计的支护方案应用于潞安漳村煤矿井下强烈动压条件巷道,并进行了矿压监测,监测数据显示,巷道两帮变形量减小了70%以上。试验表明,设计方案有效控制了巷道围岩的强烈变形,明显优于类似条件下常规高强锚杆支护效果,支护成本及维护费用大幅降低,为今后类似条件巷道支护提供了一条有效途径。     

破碎煤顶巷道锚网支护试验研究

介绍晋城矿务局成庄矿破碎煤顶巷道地质与生产条件、锚杆支护设计方案、井下施工工艺和矿压监测。分析顶板离层、深部位移和锚杆受力监测数据,论述锚网支护效果。     

金山店铁矿玻璃钢锚杆支护试验及存在问题

金山店铁矿矿岩松软破碎,因支护的金属锚杆腐蚀失效较多,巷道变形垮冒严重。玻璃钢锚杆具有抗腐蚀、抗拉强度高等优点,为此采用玻璃钢锚杆替代螺纹钢锚杆进行了支护试验。数值分析表明全长锚固预应力玻璃钢锚杆相比螺纹钢锚杆可以有效改变锚杆中性点位置,改善水泥浆应力分布特征,提高锚杆及水泥浆抵抗围岩向壁面变形的能力。工业试验及试验巷道变形监测表明采用玻璃钢锚杆支护后在控制巷道变形方面可以取得与螺纹钢锚杆相同的巷道变形控制效果;且采用玻璃钢锚杆可以更好控制巷道离层破坏,减少矿岩中硫化物对锚杆的腐蚀,从而提高整体支护可靠性。但玻璃钢锚杆尾部托盘螺母承载力较低,难以抵抗巷道较大变形以及爆破冲击波破坏,还需做进一步研究和改进。     

冲击矿压巷道支护锚杆杆体材料优选

针对目前冲击矿压巷道锚杆支护存在变形量大、锚杆易破断的问题,在实验室对HRB400,HRB600和CRM600三种锚杆杆体材料进行了常规力学性能试验和冲击载荷下力学性能试验。试验结果表明,CRM600锚杆材料不仅能够满足常规巷道支护的要求,在冲击载荷作用下表现出优越的瞬时延伸性能和吸能能力。在瞬时冲击载荷作用下,CRM600锚杆材料总变形量为HRB600锚杆材料的7.9倍,为HRB400锚杆材料的1.5倍;冲击全过程总吸收能量为HRB600锚杆材料的4.2倍,为HRB400锚杆材料的2.1倍。CRM600锚杆在冲击矿压巷道支护井下工业性试验中克服了锚杆破断的问题,巷道变形得到有效控制。     

近距离采空区下松软破碎煤层巷道锚杆锚索支护技术研究

在地质力学现场测试和岩石成分分析的基础上,分析了近距离采空区下松软破碎煤层巷道破坏的主要原因和影响因素,指出原有锚杆支护系统预应力偏低、护表构件不合理是造成巷道破坏的主要原因,提出了采用高预应力全长锚固锚杆和锚索支护并加大护表构件的面积和强度的方法进行此类巷道的支护。以红庙煤矿五区5-2S一片工作面回风巷为工程实例,详细介绍了高预应力锚杆锚索支护方案并进行了现场工业性试验。研究结果表明,高预应力锚杆锚索支护系统能够控制此类巷道的强烈变形,支护效果比较理想,为类似条件下巷道支护提供了有效手段。     

李阳煤业锚杆支护改革的实践

在对李阳煤业原有支护状况进行综合评估的基础上,采用高预应力支护理念进行支护的改革。通过详细的地质力学测试,提出初始支护方案。在井下进行试验后,支护效果良好,锚杆受力合理,巷道变形较小、可控,真正做到了经济合理。     

高强高预应力让压锚杆支护技术研究与应用

文章对煤矿井下孤岛工作面巷道掘进进行了研究,通过对原有锚杆支护效果的调查,并经过新型锚杆试验,提出采用让压锚杆支护技术,有效防止孤岛工作面巷道掘进时底鼓、顶板下沉等现象,对矿井实现安全快速掘进有一定指导意义。     

32407工作面瓦斯尾巷锚杆锚索支护技术

采用动态信息设计法进行锚杆锚索支护设计,确定了锚杆、锚索支护的合理参数;采用计算机数值模拟分析了瓦斯尾巷受初次和二次动压影响的支护效果.井下试验与矿压监测结果表明,32407工作面瓦斯尾巷围岩变形小,巷道支护状况良好,现已成功保留下来,可为下一个工作面开采服务.     

断层破碎带巷道的锚网喷架联合支护技术

断层破碎带巷道围岩变形呈现软岩特征,原有的巷道支护方式和技术失效。为解决断层破碎带支护问题和保证施工工期,根据软岩巷道支护理论,结合围岩性质提出了锚网喷架联合支护技术,并对设计方案进行了优化及分析。采用数值模拟对支护效果进行了分析,提出用药卷锚杆代替管缝式锚杆,架后充填进行释能让压,二次支护与巷道掘进平行作业。矿压监测结果表明,锚网喷架联合支护控制了巷道围岩的变形,保证了施工的安全,施工进度提高了66.7%。     

深井大变形巷道可接长锚杆支护技术

为了解决深井大变形巷道顶板下沉量大、顶板持续变形的问题,在赵固二矿11021工作面上顺槽进行了顶板岩层移动规律研究,结果表明:深井大变形巷道顶板变形量大、持续时间长,现有巷道锚杆和锚索联合支护方式对顶板变形的控制作用有限。通过可接长锚杆拉伸试验详细分析了可接长锚杆的力学性能,得出可接长锚杆高延伸性能更能适应围岩变形,据此,提出了可接长锚杆支护技术。在赵固二矿11021工作面上顺槽的工业性试验也表明,使用可接长锚杆支护技术后,顶板变形量比原支护方案减少了20%左右,顶板围岩从开挖到稳定的时间缩短了40%,且顶板变形稳定后顶板下沉速率较原支护方案明显降低,可接长锚杆支护效果良好。     

32407工作面瓦斯尾巷锚杆锚索支护技术

采用动态信息设计法进行锚杆锚索支护设计，确定了锚杆、锚索支护的合理参数；采用计算机数值模拟分析了瓦斯尾巷受初次和二次动压影响的支护效果。井下试验与矿压监测结果表明，32407工作面瓦斯尾巷围岩变形小，巷道支护状况良好，现已成功保留下来，可为下一个工作面开采服务。