大断面软岩巷道锚杆支护参数的模拟研究

大断面软岩巷道的支护问题是煤矿巷道支护的一个技术难题。在分析兴越煤矿回风大巷围岩岩性、地质条件及支护影响因素的基础上,通过现场实测、理论分析,确定巷道锚杆的支护参数;应用UDEC数值模拟软件,对不同锚杆支护参数条件下的巷道围岩变形、破坏情况进行分析,对巷道锚杆支护参数进行优化。确定选用锚杆直径22 mm、长度2.4 m,间排距800 mm×800 mm的支护方案是最优的。现场实践也表明,支护参数选取合理,支护效果较好。     

深部厚松散层破碎围岩大巷支护参数优化研究

为了解决陈四楼矿深部厚松散层破碎围岩大巷支护难题,在对该矿-720 m辅助水平回风大巷地质条件和支护形式研究的基础上,采用数值模拟、理论分析和现场观测等方法对巷道支护的锚杆锚固长度、预紧力、锚杆长度、锚杆间排距等参数进行了优化研究,并进行了工业性试验.结果表明:-720 m辅助水平回风大巷合理的支护参数为锚杆的锚固长度至少应为锚杆长度的1/3、预紧力应达到锚杆承载力极限的50％ ～ 70％、锚杆长度为2.5m、间排距为0.7 m×0.7 m,通过实施该优化方案有效地控制该回风大巷围岩变形,达到了预期的目标.     

地下掘进巷道富水破碎围岩锚杆支护参数优化

针对矿山掘进巷道富水破碎区支护方案不合理,出现冒顶、片帮等问题,以1 660 m水平YM-Ⅱ巷道迎头大理岩破碎区为工程背景,进行巷道支护参数优化研究。为了合理有效地支护巷道和降低支护成本,结合现场实际建立巷道模型,采用正交试验设计的支护方案,利用FLAC^3D数值模拟软件模拟计算,通过模拟结果对比分析巷道围岩的稳定性。结果表明：锚杆长度主要影响巷道围岩变形量,锚杆间排距主要影响是巷道围岩破坏情况;最优支护方案为锚杆直径40 mm、长度1.8 m、间排距0.9 m×0.9 m,可减少巷道围岩位移量70.77%、塑性区体积63.91%、垂直应力12.96%,有效控制巷道围岩稳定性,为矿山安全生产提供保证。研究结果可为富水破碎区围岩巷道支护设计和地压治理提供参考。     

深部破碎围岩开拓巷道支护技术研究

针对新密市大磨岭煤矿深部破碎围岩回风开拓大巷变形破坏严重的问题,采用理论分析和现场实测相结合的方法,分析了原支护回风开拓大巷矿压显现规律及变形破坏原因,提出了不对称"锚网索喷"二次联合支护方案。文章根据现场实际条件,确定了一次支护锚杆直径为22mm、长度为3000mm,巷道下帮、上帮肩部锚杆间排距分别为650mm×750mm、750mm×750mm,巷道两帮锚杆间排距750mm×750mm;二次支护方式采用"锚索+W型钢带"加强支护。通过现场工业性试验可知,17~49d后回风大巷围岩变形基本趋于稳定,平均变形速度约1mm/d,即优化支护设计方案应用效果较好。     

北岭矿煤巷锚杆支护数值模拟分析

为得出北岭矿煤巷锚杆支护的最佳方案,综合考虑锚杆锚索间排距对支护效果的影响,采用FLAC3D分析软件对5种不同间距和5种不同排距支护方式进行模拟。以巷道的塑性区分布、巷道围岩的水平应力分布和垂直应力分布及巷道顶底板的位移量作为巷道支护效果依据进行分析。结果表明:合理的锚杆、锚索支护可以有效防止塑性区扩展、有效保护顶板完整性,围岩破坏次数及破坏形式随锚杆(索)间排距不同而不同;增加支护密度可以使围岩避免出现拉应力,提高围岩承载力;合理的锚杆、锚索间排距能有效控制巷道顶板下沉量。     

深部软岩巷道围岩支护技术研究

为有效解决深部软岩巷道围岩控制问题,针对信湖煤矿回风石门埋深大、应力高、围岩强度低的特点,在分析了信湖煤矿回风石门的围岩赋存条件、变形破坏特征以及原有支护方案已难以维持现掘巷道稳定的条件下,通过理论计算得到信湖煤矿回风石门围岩塑性区范围,从而提出了控制巷道围岩的基本理念：采用小承载体控制围岩破碎区的扩大,采用大承载体限制围岩塑性区的发展,2个承载结构共同维持巷道稳定,进而提出采用“混凝土喷射+注浆锚杆/锚索+普通锚杆/锚索”联合支护方案对新掘巷道进行支护,并结合FLAC^3D数值模拟及现场工业性试验对“混凝土喷射+注浆锚杆/锚索+普通锚杆/锚索”联合支护方案的合理性及可靠性进行验证。结果表明：信湖煤矿回风石门新掘巷道经“混凝土喷射+注浆锚杆/锚索+普通锚杆/锚索”联合支护方案支护后围岩表面变形趋于平稳,巷道顶板最大下沉量仅为36 mm,两帮移近量为67 mm,支护体与巷道围岩形成了稳定的复合承载结构,联合支护方案能够保持巷道的长期稳定,该联合支护方案可为其他类似深部软岩巷道支护提供一定参考。     

东曲矿回采巷道支护技术研究

为确定东曲煤矿回采工作面巷道合理支护参数,采用理论分析、数值模拟及现场观测的研究方法对回采巷道围岩变形原因及巷道支护参数进行研究。研究表明:巷道变形严重原因为锚杆支护长度小于围岩塑性区破坏深度;理论分析、数值模拟及现场监测表明巷道合理支护参数为:锚杆采用Ф22×2400mm,间排距为800×800mm,锚索采用Φ17.8×6000mm,间排距为1400mm×1600mm。     

大断面巷道穿断层破碎带区域支护参数优化数值模拟

目的：合理的支护参数是确保巷道围岩稳定和控制支护成本的关键。本研究以巨龙铜矿大断面排水巷道为研究对象进行支护参数优化。方法：设计了三种支护参数,利用有限元软件进行了数值模拟研究。通过分析不同支护参数下位移、应力及塑性区结果进行支护参数优化。结果：结果表明,锚杆支护能够有效改善围岩应力分布,避免出现应力集中。随着锚杆间距和排距的增大,巷道围岩最大位移增大,当锚杆间距和排距为1 000 mm时,巷道围岩位移最大。围岩塑性变形主要发生于巷道肩部和两帮位置。当锚杆间距和排距为1 000 mm时,塑性区深度大于锚杆长度。综合数值模拟结果和支护成本,巨龙铜矿大断面排水巷道最优锚杆支护参数为800 mm×800 mm(间距×排距)。意义：研究结果为穿断层破碎带巷道支护设计提供了理论参考。     

软岩巷道围岩变形及控制

赵固二矿Ⅰ盘区东回风大巷原采用锚网索梁+12#工字钢棚联合支护,变形严重。为此,选取合适的注浆材料壁后注浆并架设36U型钢棚支护,采用FLAC3D数值模拟软件分析了巷道围岩的应力分布和塑性区范围,结果显示水平应力和垂直应力峰值分别为33.0 MPa和32.6 MPa,顶底板最大变形量为162 mm,两帮最大移近量为186 mm,巷道围岩未出现明显的塑性变形,表明该方案能维护巷道稳定。     

裕兴煤矿15109工作面回风巷支护技术研究

针对裕兴煤矿15108工作面回风巷顶板离层、两帮围岩变形破坏严重、巷道支护困难的问题,通过对15108工作面现场监测数据进行分析,研究15108工作面回采巷道围岩应力分布规律及变形破坏特征,在15108工作面回风巷支护方式基础上对相邻工作面15109回风巷锚杆支护参数进行设计、优化;通过FLAC~(3D)数值模拟软件模拟不同支护参数下巷道应力分布特征与巷道变形量,对比分析不同方案模拟结果确定合理的支护参数。结果表明:当锚杆预紧力不变,采用方案一、二、三时回风巷围岩都得到有效控制,支护效果比较明显;当锚杆间排距不变,锚杆预紧力越大巷道顶底板变化越小,支护效果越好。考虑工程需要及支护成本确定方案三中锚杆间距为800 mm、预紧力为80 k N为最优方案。     

软岩巷道围岩变形及控制

赵固二矿Ⅰ盘区东回风大巷原采用锚网索梁+12#工字钢棚联合支护,变形严重。为此,选取合适的注浆材料壁后注浆并架设36U型钢棚支护,采用FLAC3D数值模拟软件分析了巷道围岩的应力分布和塑性区范围,结果显示水平应力和垂直应力峰值分别为33.0 MPa和32.6 MPa,顶底板最大变形量为162 mm,两帮最大移近量为186 mm,巷道围岩未出现明显的塑性变形,表明该方案能维护巷道稳定。     

锦丰金矿深部巷道中空注浆锚杆支护参数优化研究

为提高锦丰金矿00^#水平巷道支护效率，提出采用中空注浆锚杆进行支护，运用FLAC3D数值模拟方法，以锚杆直径、长度及间排距作为研究参数，从降低巷道表面位移量、塑性区体积、围岩应力及节约经济成本等方面考虑最优支护参数。研究结果表明：原支护参数下，管缝式锚杆支护效果比中空注浆锚杆差，巷道塑性破坏区域范围广，塑性区体积为8668.8 m³;中空注浆锚杆最优参数锚杆直径为32 mm,长度为1.8 m,间排距为900 mm,优化后，巷道两帮移近量为174 mm,较原支护降低51.1%;顶底板移近量为144 mm,较原支护降低23.9%;巷道垂直应力较原支护降低13.2%,整体应力水平呈降低趋势；塑性区体积为3553.5 m³,较原支护缩小59%,塑性破坏范围明显减小。现场监测结果显示新支护方案支护效果良好，可在更短时间内使巷道围岩体达到稳定状态。     

基于正交实验的坚硬顶板巷道支护参数优化模拟研究

为研究准备巷道围岩变形的影响因素,采用正交实验与数值模拟方法对黄家沟煤矿21采区8+9煤层回风巷道支护方式和参数进行优化设计。在正交试验优化组合基础上,借助数值模拟软件FLAC^3D模拟分析不同支护方案条件下巷道围岩的变形量、应力分布、塑性破坏程度。研究结果表明：准备巷道围岩变形的影响因素敏感性由大到小的顺序依次为：锚索长度、锚索排距、锚杆长度、锚杆排距、锚索数量,并以准备巷道两帮和顶底板变形情况为重点考察指标,通过绘制支护体系下的各个因素对巷道围岩变形情况影响的变化趋势图,最终优化确定合理的支护方案及支护参数。     

王庄煤矿8105孤岛工作面巷道支护参数数值模拟分析

以王庄煤矿8105孤岛工作面运巷为例,通过FLAC3D软件模拟不同锚杆支护参数条件下巷道围岩的变形,最终确定巷道支护方案为:顶锚杆间排距800 mm×800 mm,窄煤柱帮锚杆间排距700 mm×800 mm,实体煤柱帮锚杆间排距900 mm×800 mm,并采用锚索补强。现场应用结果表明,确定的支护方案合理,支护效果良好,巷道围岩变形在预计范围内,并且巷道掘进成本明显降低。     

红山煤业S01轨道巷顶板围岩控制技术研究与应用

为保障S01轨道巷顶板围岩的稳定,采用FLAC~(3D)数值模拟软件进行锚杆索支护参数分析,根据数值模拟结果得出,顶板锚杆合理的间距和排距分别为700 mm和800 mm,帮部锚杆的合理间距和排距同顶板,顶板锚索的合理布置方式为"2-1-2",根据顶板巷道的具体特征,结合锚杆索支护参数的模拟结果具体进行支护方案设计,并在巷道掘进期间进行围岩变形监测分析。结果表明,巷道掘进期间,围岩在现有支护方案下顶板最大下沉量和两帮最大收敛量分别为15 mm和28 mm,围岩处于稳定状态。     

赵庄二号井回采巷道锚网索支护参数优化研究

针对煤矿井下巷道锚网索支护参数选取随意性和盲目性导致巷道支护强度过低或过强问题。以赵庄二号井矿2305工作面回风巷道为工程背景,通过理论计算初步确定回风巷道锚网索支护参数,在此基础上设计锚杆的长度、间排距和锚索密度3种巷道支护参数优化方案,采用FLAC^3D数值模拟软件对锚杆不同长度、间排距和不同密度锚索下巷道围岩应力和巷道表面变形监测进行分析对比,确定最合理的方案。研究结果表明:随着锚杆长度由1.5 m增大至2.5 m过程中,巷道变形量逐渐减小,长度在大于2.5 m之后巷道变形量较小且无明显变化;随着锚杆间排距逐渐增大,锚杆之间产生有效应力区重叠部分逐渐减小直至分离,巷道变形量也逐渐增大;随着锚索密度增大,锚索在巷道顶板有效压应力影响范围越大,巷道变形量逐渐减小。在满足工程支护强度下,考虑经济成本、施工速度等因素最终确定锚杆长度2.5 m、间排距1 000 mm×1 000 mm,锚索每排2根最合适。     

望云煤矿150101运输巷锚杆支护参数优化研究与应用

为合理优化150101运输巷的支护参数,基于巷道原支护方案现场应用效果,现采用数值模拟的方式进行锚杆合理参数的分析,根据模拟结果得出锚杆合理排距为1 200 mm,顶板和两帮锚杆合理间距分别为1 100 mm和1 300 mm.根据运输巷具体的地质情况,结合锚杆合理参数分析结果,进行巷道锚网支护优化方案的设计,并在支护优化方案实施后持续进行围岩变形监测。结果表明：运输巷围岩支护方案优化后,巷道掘进期间围岩变形量小,保障了围岩稳定,降低了支护成本。     

千米深井软岩煤巷支护方式数值模拟研究

采用数值模拟软件FLAC5.0对淮南矿业集团朱集矿-870m煤层回风大巷不同的支护方案进行了模拟,对比分析不同支护方案的围岩塑性区分布情况、围岩应力分布特征以及围岩变形特点,得出深井高应力巷道安全控制应以组合支护为主,并提出在巷道周边围岩构建闭式承载结构的思路,对深部巷道的围岩稳定性控制具有一定的指导意义。     

考虑渗流作用的深部巷道围岩让压——锚注耦合控制规律研究

地下水的存在给巷道围岩稳定带来了较大威胁,为了研究地下水渗流作用对深部巷道支护的影响,基于渗流对岩体体积力等效理论和让压—锚注锚杆的等效强度准则,应用弹塑性理论,推导了渗流作用下巷道围岩塑性应力场与塑性区分布的理论解,并利用等效圆方法给出了考虑现场渗流作用下的让压—锚注锚杆支护方案参数确定方法。以鲁西南地区某矿为例,给出了矿井回风大巷的锚杆长度、间排距、预紧力等参数,通过FLAC3D数值模拟对支护参数取值合理性进行了验证。研究表明:(1)考虑渗流作用后,巷道围岩塑性区增大,稳定性系数减小,通过减小间排距能够有效减少塑性区分布;(2)通过理论计算确定现场参数,利用数值模拟验证结果表明:现场支护方案能够显著提高巷道稳定性,有效减少塑性区的范围,控制围岩变形。     

华恒矿业双大巷跨采技术及巷道加固支护效果分析

针对华恒矿业有限公司矿井开采后期,常常存在跨采大巷情况,以61103外段工作面跨采-650 m水平西翼大巷和西翼总回风巷为例,分析了工作面超前支承压力在底板岩层传播规律,结合双大巷地质资料,提出了高强度锚索（锚杆）梁、压网联合支护、架设U形棚和工字钢棚支护的加固方案。通过巷道围岩变形监测结果,巷道加固增加了顶板支护强度,使巷道受力支撑点作用在两帮上,造成巷道两帮出现位移,且巷道围岩集中应力传播到巷道底板,出现底鼓现象,巷道加固支护方式、支护参数合理。