深部软岩巷道锚索与钢筋混凝土联合支护技术与应用

 新安煤矿+535水平是其设计生产水平,由于地质条件复杂,构造应力大,大部分巷道工程均出现了严重变形破坏的现象,严重影响矿井的安全生产。基于巷道失稳变形破坏特点及原因分析,提出了控制深部巷道围岩变形破坏的关键技术,进行了合理支护技术参数的确定,从而保障了深部巷道围岩工程的长期稳定,并满足了矿井安全生产的需要。通过对锚索(双托板)与钢筋砼联合支护的+535主石门三号交岔点试验段十二个月的观测,巷道围岩的变形很小,且已连续三个月变形速度趋于零,从而直接验证了提出的支护技术方案的正确性。提出的控制关键技术对降低新安煤矿巷道维修工作量及建设投资存在重大意义。     

极软岩巷恒阻大变形锚杆耦合支护技术研究

 针对新安矿区深部极软岩巷经常发生严重底臌、两帮收缩且折帮、顶板非对称下沉、巷道全断面内缩、锚杆（索）拉断、反复修护的现象,分析巷道破坏特征及原因。提出恒阻大变形控制机理,设计了恒阻大变形锚杆+金属网+底角锚管+反底拱+钢纤维混凝土耦合支护方式,即采用具有恒定支护阻力、适应围岩变形量500mm的恒阻大变形锚杆,随围岩变形吸收膨胀变形能和高应力变形能,避免围岩的强度衰减,保证岩体强度,控制巷道变形。在该矿535回风石门使用后,从根本上控制了回风石门的非线性大变形,保证了巷道全断面的稳定,有效解决了中生代极软岩巷道支护难题。     

新元矿大埋深软岩巷道变形机理及控制技术

针对大埋深软岩巷道变形严重、支护困难的问题,以新元煤矿3210辅运巷为工程背景,通过现场实测、室内实验等手段分析了3210软岩巷道的变形特征及影响因素,发现巷道的埋深大、应力高、围岩强度低、节理裂隙较发育等是引起巷道变形破坏的主要原因。基于巷道变形特征及影响因素,提出了围岩控制方案。现场工业实践结果表明,该方案有效控制了巷道围岩变形量,效果显著,保证了矿井的安全高效生产。     

恒阻大变形锚杆支护技术在新安煤矿的应用

新安煤矿为深井软岩矿井,在岩石巷道掘进的过程中,使用普通锚索支护,巷道极易变形、破坏,需要进行二次修护才能使用。恒阻大变形锚杆支护技术在该矿试用后,有效地控制了巷道变形,保持了巷道围岩稳定,减少了巷道的修护量。     

深部软岩大断面巷道大变形控制技术研究

深部软岩大断面巷道的变形控制一直是煤矿开采中的一个难题。为解决深部软岩大断面巷道大变形的问题,以神木大柳塔东川矿业南一石门为工程实例,通过现场监测及声波试验研究了巷道的变形破坏特点和破坏范围。基于原支护方案及分析成果,提出了“锚杆+注浆锚索+钢筋网+喷射混凝土+注浆管”的优化支护方案,数值模拟得出,采用优化支护方案相比原支护方案围岩塑性区破坏范围减小了约65%,验证了该方案的可行性。同时在新掘巷道进行了现场试验,巷道顶底板最大移近量为122 mm,两帮最大收敛量为115 mm,双孔声波法测试结果可得注浆浆液有效填充了巷道围岩裂缝,提高巷道围岩强度,实现了对巷道的稳定性控制,取得了良好的支护效果。     

近断层大断面巷道变形分析与控制

为了解决近断层大断面巷道的支护难题,针对山西晋城赵庄矿近断层大断面巷道53121巷在掘进期间发生顶板剧烈下沉、两帮非对称变形和支护结构失效的现象,通过现场调研和数值模拟,分析近断层大断面巷道变形破坏的特征和原因。结果表明,断层面剪切滑移破坏、围岩松软破碎、支护结构针对性差是造成大断面巷道变形破坏的原因。利用非对称支护原理,提出该巷道围岩的控制技术,即顶板采用全锚索支护方式控制大断面巷道顶板下沉,两帮采用锚杆+锚索非对称支护技术控制大断面巷道两帮非对称变形,促使支护结构均匀承载,从而控制巷道围岩变形。工程实践表明,采用新支护方案后,围岩变形得到有效控制,巷道稳定性大幅提高。     

深部峰后围岩大变形巷道稳定性控制探讨

深部巷道围岩大部分处于峰值强度后的区间段,表现出非线性大变形特性,对矿井的安全生产产生极大影响。以三元中能煤业为工程背景,通过理论分析和数值模拟相结合的研究方法,提出"浅部围岩应力恢复、峰后围岩固结修复、动态叠加整体控制、深浅承载共同作用"的支护四项原则,建立了"深-浅"耦合全断面喷锚支护的优化支护方案,结果表明:采用优化支护方案时,巷道围岩整体变形量减小,巷道支护结构未发生破坏现象。     

软岩大变形巷道卸压与可控大变形支架支护技术

以甘肃省新安煤矿软岩巷道为例,针对其巷道周边围岩大变形、巷道表层支护体失效、来压快、初期变形量大、持续变形时间长、围岩易风化、接触空气潮解强度急剧降低等软岩巷道破坏特征以及软岩巷道支护的难点,探索了在软岩巷道周边开挖卸压槽,主动预留围岩变形空间,缓解应力影响的支护方法,并设计出与之相适应的可控大变形让压拱形支架,以期为有效支护大变形软岩巷道提供参考.     

复杂地质条件下掘进巷道支护参数优化研究及应用

针对韩家洼煤矿22205轨道顺槽掘进过复杂地质构造区域时巷道围岩变形大、支护困难的问题,提出采用“超前钢管临时支护+预应力长短锚索”的联合支护技术。现场实践结果表明:采用优化支护方案后,复杂地质条件下掘进巷道围岩变形明显减小,变形速度也得到了有效控制,确保了矿井安全高效生产。     

厚煤层大断面巷道围岩变形破坏特征及支护技术研究

针对大断面厚煤层巷道变形破坏严重、支护困难的问题,以庞庞塔煤矿5-1082轨道巷为工程背景,基于巷道围岩变形破坏特征,提出了“注浆+U型棚+锚杆索+菱形金属网”联合支护技术,并通过数值模拟验证了支护方案的可靠性,现场工业性试验结果表明：与原支护方案相比,巷道顶板最大下沉量、两帮最大移近量较原支护方案分别减少了61%、78%,巷道的变形破坏得到有效控制。     

深井强动压作用巷道强化控制技术研究及应用

煤系地层围岩软弱,在高地压作用下开采深部煤层时,由于埋深大使得巷道的围岩变形严重,巷道的顶板及底鼓量均大于浅埋深巷道,导致深部巷道围岩稳定性控制与支护的难度加大,影响顶帮的稳定从而使得整个巷道失去稳定。通过分析巷道变形破坏机理,根据锚杆索支护理论与注浆加固理论制定了“巷道扩刷+顶帮分区耦合强力支护+底角卸压与加固+底板注浆加固、底板锚索束+喷射钢纤维混凝土+顶板与两帮高压注浆加固”的高强度联合支护方案,确定了支护参数,有效解决了深井强动压大变形巷道的支护问题。通过对现场进行监测,巷道变形量明显减小,巷道变形得到了有效控制。为同类条件下的深井强动压巷道的全断面支护问题提供了新的思路和方法。     

高矿压条件下的巷修技术探讨

针对胡底煤业巷道围岩变形严重,矿压显现突出的问题,对导致巷道大变形的原因进行了分析,并针对性的提出了"支护+改性+卸压"三位一体控制技术,有效的控制了巷道围岩变形严重问题,为矿井安全生产起到了重要作用。     

回采巷道变形破坏机理分析及支护技术探讨

针对常村煤矿11221工作面进风顺槽巷道围岩出现大范围变形破坏,制约其安全高效生产问题,根据围岩变形破坏特征及现场观测分析结果,结合巷道恒阻让压耦合支护机理,设计"锚索+恒阻大变形锚杆+钢带梁+底部注浆锚杆"的巷道返修支护方案.通过实践效果分析表明,巷道返修后顶板下沉量为110 mm,底臌量280 mm,两帮变形量为2...     

沙吉海煤矿弱胶结膨胀性软岩巷道大变形控制对策

针对沙吉海煤矿弱胶结膨胀性软岩巷道开挖后出现冒顶、溃帮和底鼓等严重大变形现象,巷道难以维护的问题,采用X-ray衍射、SEM扫描、物理力学试验和吸水软化试验等方法,研究了弱胶结膨胀性软岩特性;结合现场实际对巷道变形破坏机理进行研究。结果表明:围岩的胶结程度差、膨胀性强、支护强度低,在剧烈开挖扰动作用下传统锚杆索支护与围岩变形不协调,不能充分发挥围岩自身承载能力,是弱胶结膨胀性软岩巷道破坏的主要原因。基于此,采用提高围岩自身承载能力、让压吸能、及时封闭、隔水加固的理念和以恒阻大变形为核心的让压吸能支护原理,提出恒阻大变形锚杆+钢筋网+混凝土喷层+恒阻大变形锚索+底角注浆锚管的支护方案,现场监测表明新支护较好地控制了弱胶结膨胀性围岩变形,应用效果良好。     

大断面强流变软岩硐室群失稳机理及加固技术研究

针对河南煤业化工集团鹤煤九矿新副井底硐室群变形破坏严重、给该矿安全生产带来重大隐患的情况,研究分析了九矿目前硐室群支护现状及存在的问题,并提出了巷道硐室群加固新思路.通过数值模拟对新旧支护方案进行模拟对比分析,得出了注浆+组合双作用锚索支护方案能有效地控制硐室群巷道围岩变形的结论.通过现场试验,进一步验证了该支护方案能够满足支护要求,为相似条件巷道围岩控制提供参考.     

大采高厚顶煤回采巷道围岩破坏分析及支护

为解决大采高厚顶煤综放回采巷道围岩控制难题,以同忻矿2101运输巷为工程背景,通过实验室实验、数值分析及现场应用监测等手段对巷道围岩力学性质和变形破坏机制进行研究并据此确定了巷道支护方案。研究表明:随围压的增加,煤岩样峰值强度及变形显著增加,产生明显的塑性变形并出现塑性强化和扩容现象,使煤岩由延性向脆性转变;巷道顶板、两帮、两肩是变形破坏的主要区域,高剪切应力和水平压应力是巷道围岩破坏的主因,巷道顶板和两帮侧的应力升高区相互贯通,形成围岩深部的承载结构,而其内部破碎煤岩则是巷道围岩控制的主要对象;提出了巷道支护可行方案,并对各方案支护效果进行了模拟分析,确定最优方案并进行现场试验,现场监测巷道变形量较小,围岩完整、稳定,支护效果较好,能满足矿井安全生产要求。     

深井大断面软岩巷道围岩破坏机理与支护研究

根据滕东煤矿深部开采的地质条件,针对深部大断面巷道围岩变形破坏特征,通过现场观测和理论分析,深入研究了软岩巷道变形破坏机理;高地应力、低强度岩体、复杂的地质构造、支护体力学特性与围岩力学特性不耦合,支护时机不合理,是造成巷道持续性大变形与失稳的主要原因。为此,提出了深部软岩巷道支护原则和超前卸压与支护+锚网喷+高强鸟巢锚索+注浆加固联合支护方案。现场巷道位移监测结果表明,该方案可有效控制深部大断面巷道大变形。     

基于能量耗散理论的深部巷道支护方案优化研究

针对W4307-2工作面回风巷变形严重，原支护方案失效的情况，提出能量耗散理论的巷道围岩变形控制方案。首先通过建立围岩能量耗散模型，确定能量耗散是围岩破坏的本质原因，当围岩支护控能不小于耗散能时，围岩不再破坏。同时通过原支护和优化支护方案数值模拟对比，确定优化支护方案能对围岩做更多的功，改善巷道围岩变形。经过现场监测可知，确定优化支护方案较原始支护方案能提前使巷道围岩稳定，且不同阶段围岩变形控制效果均高于50%.因此，基于能量耗散理论的优化支护方案能够有效控制围岩变形。     

林南仓矿软岩巷道变形控制技术及数值模拟研究

通过对林南仓矿-650m水平轨道石门变形破坏机理的研究,总结了巷道变形的主要原因。设计出了壁后充填的巷道支护方式,通过FLAC3D模拟计算,该支护方式能很好地控制帮顶破碎区,将巷道围岩的应力场和位移场趋于均匀化,控制了围岩的破碎大变形。工程实践证明了模拟计算的准确性,该支护形式很好地解决了软岩巷道的变形问题,保证了矿井的安全生产。     

煤层顶板岩巷支护技术优化

郑煤集团超化煤矿煤层顶板岩巷掘进施工中,由干巷道埋藏深、围岩性质差等原因,传统的锚网喷支护巷道变形迅速且严重,巷道支护维护困难.通过分析巷道压力成因、变形破坏原因,对施工工艺及支护方法进行了优化,优化后的围岩位移观测结果表明,巷道变形得到有效控制,支护取得了良好效果,同时提高了施工速度,确保了矿井安全生产.