高应力软岩巷道围岩变形机理及支护技术研究

随着矿井采掘深度的不断增加,在开采深部巷道时巷道及工作面所承受的应力水平逐步增高,特别是软岩巷道的地压显现更加明显,巷道围岩破坏严重,深部高应力软岩巷道的支护问题越来越突出。镇城底矿为解决22213工作面回风巷在原支护参数下围岩变形量过大问题,在对泥质胶结软岩特点以及支护难点分析的基础上,对围岩支护进行重新设计。采用大变形恒阻锚索、高强锚杆对顶板支护,并增加顶板岩层锚杆（索）锚固长度,巷帮采用锚索进行补强加固。支护完成后,顶板、巷帮最大变形量分别控制在71 mm、115 mm以内,有效解决了泥质胶结软岩巷道围岩变形量过大问题,提高了围岩的稳定性,可对矿井地质条件相似的软岩巷道的支护优化设计提供参考。     

复杂破碎巷道支护效果分析与评价

金川集团龙首矿为高应力复杂破碎岩体,矿区岩体流变特性显著,巷道围岩变形量大,变形持续时间长;为有效控制巷道收敛变形,矿山采用了双层喷锚网支护的支护加固措施。为探究矿山当前的巷道支护效果,进行了现场锚杆应力和巷道收敛变形监测,结果表明:巷道锚杆整体托锚力较低,一般为锚杆锚固能力的6.67%～23.33%,为此提出了增强支护效果的建议措施;巷道围岩变形量呈现缓慢增加趋势,变形速率有减缓趋势,水平方向收敛大于垂直方向收敛,平均收敛速率0.09～0.19mm/d,处于减速变形阶段,巷道整体稳定状态良好,取得了相对较好的支护加固效果。     

高地应力破碎围岩巷道变形破坏特征及支护方式研究

巷道支护一直是阻碍矿山安全、高效开采的难题,特别是在深部高地应力区,如何通过合适的支护手段控制巷道的变形,已成为国内外学者们特别关注的工程问题。针对金川二矿区高地应力破碎围岩这一特殊的地质条件,采用现场调查与数值模拟计算相结合的方法,对研究区巷道变形破坏特征和8种不同支护方式效果进行了研究。结果表明:(1)研究区巷道的变形破坏模式可划分为6种,分别为偏压变形、顶板下沉、顶板开裂、底鼓、边墙开裂和片帮,其中片帮是最常见的一种破坏模式;(2)研究区巷道的变形破坏具有3个特征,分别为最大主应力主导性、大变形和显著的时间效应;(3)在支护方式中增加U钢支架、补充底部支护、增大锚杆长度及减小锚杆间排距几种方法均能不同程度地改善支护效果。其中,增加U钢支架和底部喷锚网支护效果最显著,可以减小约70%的巷道变形量和塑性区;增大锚杆长度能更好地控制巷道的变形和整体稳定性,但优化效果不显著;减小锚杆间排距有利于巷道各部位变形和塑性区的控制,密集的锚杆布置能够有效改善围岩的完整性,且降低锚杆排距的支护效果更好。该项研究成果为金川矿区以及具有相似地质条件的地下工程支护问题提供了借鉴。     

膨胀软岩巷道支护数值模拟研究

膨胀性软岩巷道开挖后存在膨胀变形破坏严重、返修频繁、支护成本居高不下的难题。为实现巷道的安全经济使用，提出了“树脂锚杆+锚网+U型可伸缩钢拱架”的主被动相结合的联合支护方案，对不同支护参数下的围岩变形进行了数值模拟研究，计算结果表明：未支护情况下，巷道底鼓与顶板沉降最高可达125 cm，并在巷道周围形成了（0.35～0.75） MPa的压应力；数值锚杆间排距0.8 m、锚杆长度1.8 m、拱架间距0.5 m时能够很好的控制膨胀性软岩的变形，同时降低支护成本，为澜沧铅矿巷道支护提供依据，并对类似矿山提供借鉴。     

深部矿井软弱质岩层巷道主动支护新技术研究

探讨软弱质围岩巷道主动支护新技术,研究高预应力锚杆、底部锚杆和延后注浆综合治理新技术措施在深部矿井巷道中的应用。深部矿井软弱质岩层巷道长期处于高应力状态,变形后修复周期较短,容易发生大流变破坏,如果已掘进的深部软岩巷道长期处于较大的变形速度下,对帮底的过度修复常常会导致支护结构的破坏,进一步加剧巷道变形。     

浅析深井高应力软岩巷道地压治理试验研究

为解决煤矿深井巷道在复杂地质条件及高应力作用下变形．破坏严重的问题，提出了采用注浆锚杆为补强支护的治理深井巷道变形的方案，实践证明采用该方法治理巷道变形取得了成功，其提高了巷道支护强度，控制了动压巷道的破坏，保证了巷道的稳定。     

官地矿厚煤层围岩巷道支护研究

通过对巷道围岩与锚杆锚索相互作用的理论研究,详细地分析了锚索锚杆支护下巷道的变形量的控制,同时利用FLAC3D数值模拟软件针对后煤层开采中冲击矿压显现等问题对支护方案进行了优化。结果表明,改进后的锚杆+钢带+锚索支护方案能有效地增加围岩的锚固力,从而使巷道围岩更加趋于稳定,为矿井的生产提供了便利。     

高应力破碎巷道锚注补强支护技术

某矿山运输巷道在地应力、地质条件及开采工艺等因素的综合影响下,出现严重的应力集中,导致片帮及垮冒现象频发。通过对巷道破坏形式的现场调研,同时结合组合拱原理,提出了锚注(砂浆锚杆+注浆加固)补强支护技术。基于普氏理论及注浆原理,对支护参数进行了设计,介绍了相关的施工工艺。实际应用效果显示:锚注支护技术对高应力破碎巷道具有较好的适用性,有效提高了巷道的稳定性,具有广阔的推广应用前景。     

回采巷道锚杆锚索联合支护作用数值分析

针对锚杆锚索合理性问题,本文通过数值模拟软件对锚杆锚索联合支护方案的可行性进行研究,并通过对不同工况下巷道顶板底板及巷道两帮变形量进行分析,给出了锚杆锚索联合支护方案的效果验证,为后续锚杆锚索联合支护作出一定的借鉴,为矿山安全作出一定的贡献。     

基于松动圈理论的破碎岩体锚杆支护参数确定及应用

锚杆支护计算理论的选取直接影响巷道围岩支护效果。针对锦丰金矿巷道围岩破碎条件,进行巷道围岩松动圈测试;根据松动圈测试结果确定选用组合拱理论为锦丰金矿锚杆支护计算理论,计算确定锦丰金矿巷道支护参数;并进行现场支护试验,同步监测锚杆受力情况,最终确定锦丰金矿巷道支护最优参数为:锚杆间距1.2 m,锚杆排距1.2 m,锚杆长度2.4 m。工程应用结果表明:通过松动圈大小确定锚杆支护计算理论,可以使选取的支护理论更贴近矿山实际,对其他矿山的锚杆支护参数设计具有指导意义。     

金川矿区深部巷道支护效果评价及参数优化研究

巷道支护问题一直是矿业工程中的难题,特别是在深部软岩巷道中,能否提供持久、有效的支护直接影响着矿山的安全生产和可持续发展。“双层网锚喷+U型钢拱架”联合支护是目前金川矿区在深部巷道支护中较常用的支护方案,为了解该方案的支护效果,在二矿区814 m分斜坡道上设立试验段,采用现场监测与数值模拟计算相结合的方法,对该试验段巷道的支护效果进行评价,并针对支护的薄弱部分提出改进措施。研究结果表明：（1）在当前支护条件下,巷道顶板和两帮围岩得到了较好的控制,但底鼓问题严重,最大位移可达110 cm;（2）针对当前支护方案的薄弱环节,提出增加锚杆长度、提高锚杆强度和增加底板支护等补强措施;（3）设计了一组参数优化方案,并对其支护效果进行了数值模拟分析,认为该优化支护方案能够有效地控制巷道围岩变形,并弥补原支护方案的缺陷。     

金属矿山深部巷道稳定性测试与分析

深部高地应力条件下巷道所处的应力环境复杂、岩石变形破坏加剧,准确的测定巷道松动圈范围是确定合理支护参数的重要依据。通过数值模拟对金川二矿区深部巷道松动圈范围的计算结果表明,金川矿区深部巷道松动圈范围较大的区域主要分布在巷道左侧帮和底板,深度达到1.5m-2.95m。现场测试结果也表明,巷道两帮和底板松动圈范围较大,其深度为1.1m-2.85m,数值模拟结果与现场测试结果吻合较好。同时说明,金川矿区当前所采用的锚杆长度已无法满足深部巷道支护的需要,应在巷道松动圈测定的基础上对深部巷道的支护参数进行优化,采取更加科学有效的支护措施。     

大采深巷道耦合让压支护技术分析

以整体耦合让均压支护理念出发,设计了锚杆索的主要技术参数,对其安装预应力、锚固剂、破断力等进行了选取确定。并对锚杆索的拉拔力、回采过程中载荷变化情况,及相关巷道围岩的变形等进行了现场观测,结果显示巷道支护效果良好,基本上实现了巷道支护的有冲无灾。     

金川二矿区深部高应力碎胀蠕变岩体巷道变形特征与支护技术研究

金川二矿区是我国大型地下有色金属矿山，该矿具有地应力高、围岩碎胀蠕变的特点，深部巷道支护是金川二矿区面临的一个严峻的问题。本文介绍了金川二矿区地应力的分布规律和深部不良围岩的工程地质分类和基本特征，总结了金川二矿区深部不良围岩巷道的变形破坏规律，评价了过去巷道多种支护方式，并介绍了金川二矿区目前深部巷道支护的新方法，即借鉴煤巷锚杆支护动态信息设计法，改变过去金川二矿区深部巷道“先让后抗，先柔后刚”的支护原则，采用煤矿系统预应力高强锚杆支护技术，提高巷道一次支护强度，有效的遏制围岩松散变形，并在有制约的条件下，容许围岩有一定的缓慢变形，使围岩应力得到一定释放。并且联合采用预应力锚索和锚注支护方式，使浆液注入岩体裂隙，配合喷锚支护，可以形成多层组合拱结构，扩大了支护结构的有效承载范围，提高了支护体结构的刚度和强度。在局部围岩不稳固地段，再辅之网钢构架支护、U型钢拱架支护和自钻式锚杆封底等形式，进一步提高巷道的整体性和承载能力支护，避免巷道的变形破坏。目前，这一新的支护方法已经在金川矿区深部巷道试验成功并开始推广应用。     

煤矿大断面岩石巷道的高效掘进技术运用分析

为了提升煤矿大断面岩石巷道的掘进速度,本文就对煤矿巷道掘进及支护进行了全面的分析,讨论了高效掘进技术在煤矿大断面岩石巷道中的使用。首先,对我国巷道掘进技术的应用现状进行全面的分析;再次,对巷道掘进技术进行研究,包括液压锚杆钻车的实验、锚杆支护的设计参数、岩巷支护设计技术和优化、大断面压岩石支护设计和机械化等,最后,对提高巷道掘进工作效率的措施进行了分析。     

高海拔破碎围岩排水巷道锚索支护参数优化

合理的支护形式与支护参数是确保巷道围岩稳定的关键。巨龙铜矿排水巷道Ⅳ级围岩区域采用锚杆+金属网+喷浆进行联合支护效果较差。针对巨龙铜矿Ⅳ级围岩区域支护存在的问题,在现有支护基础上增加锚索和钢拱架支护,同时增加喷浆厚度。设计了不同锚索支护参数,利用有限元数值模拟软件进行了锚索支护参数优化。结果表明：巷道围岩顶板处存在明显应力集中现象。随着锚索支护参数增加,巷道顶板处最大应力值增加。随着锚索间排距增大,巷道顶板最大位移增加,锚杆间距由1.2 m增加至2.0 m,巷道顶板位移分别为4 mm、4.38 mm、4.82 mm。锚索最优支护参数为1.6 m×2.4 m。研究结果为类似巷道锚索支护参数选取提供了理论参考。     

同煤某矿进风巷支护机理及数值分析研究

通过对锚杆与金属网耦合支护的机理进行研究得到金属网可与锚杆进行强度耦合,提高巷道支护能力,并给出了金属网参与耦合支护的判定依据及金属网参数选择方法。运用FLAC3D软件对进风巷建模仿真,得到金属网与锚杆耦合支护可有效改善巷道围岩塑性区分布及减小巷道围岩应力峰值,提高巷道支护的安全性和稳定性。     

煤矿井下巷道围岩变形原因分析及控制方案研究

针对大深度巷道掘进作业过程中所面临的矿压波动和应力集中问题突出,提出了一种新的巷道围岩变形控制方案,综合运用高预应力高强锚杆支护、关键部位强力支护、全断面协同支护,实现了对巷道围岩稳定性的有效控制,根据实际应用表明,新的支护方案能够将巷道两帮变形量降低76.9%,将巷道顶底板变形量降低75.1%。     

锚杆锚索联合支护技术在大断面开切眼支护中的应用

针对镇城底矿22603综放工作面开切眼的支护的实际问题,分析该巷道的支护原则及要点,设计了锚杆锚索联合支护的技术方案。该方案在镇城底矿22603综放工作面应用后,对巷道围岩变形监测结果表明:巷道顶底板移近量范围为15～66 mm,两帮移近量为15～45 mm,较好控制巷道围岩变形,实现了大断面开切眼的有效支护。     

某煤矿煤巷破坏特征理论分析

为了解决深井高应力软弱围岩稳定性控制技术难题,对煤巷变形破坏特征进行分析,可以得知传统的锚网梁支护结构不能控制住巷道的大变形,根据现场的调查和分析,造成煤巷发生大变形的主要原因:煤层埋深大,应力集中程度高,煤体较为松散,顶板锚索的悬吊作用发挥不利,顶板、两帮锚杆支护作用失效,沿空掘巷护巷煤柱宽度不合理五个方面所造成的,为提供巷道支护优化提供指导。