胶带机大巷特殊地质异常体内施工技术

介绍顾桂地质异常体内巷道支护难题,通过合理优化巷道布置,减小特殊地质异常体高应力集中区的影响;采用地面预注浆、超前预注浆区域注浆治理技术和短注短掘局部注浆治理技术,提高围岩稳定性;运用全封闭双层"O"型棚,结合喷浆及注化学浆对壁后充填,对巷道围岩进行支护;利用新型预应力组合锚注加固技术,结合反拱地坪及护棚锚杆联合加固方法,对底鼓进行治理;最终控制了围岩的稳定,取得了良好的支护效果。     

深埋巷道耦合注浆浆液扩散范围及加固特性研究

围岩破碎的深部巷道存在围岩强度不足、底鼓严重等问题,亟需有效的支护手段进行巷道围岩加固。借助COMSOL数值模拟软件,构建巷道耦合注浆加固的注浆扩散模型,以压力等值面作为注浆扩散指标,得到了不同注浆加固方式下的注浆扩散范围,并将所得注浆扩散范围模型导入3DEC进行注浆加固特性研究;以王家岭煤矿12101工作面运输巷围岩加固为工程背景,研究了运输巷原支护方式和深浅孔-高低压耦合注浆加固的不同加固效果。结果表明：该注浆扩散范围划分方式合理,能较好地满足工程实际;与原支护方式相比,采用耦合注浆的支护方式对巷道进行加固后巷道安全性得到较大程度的提升。     

深部软岩应力集中带高强耦合支护技术研究与应用

针对深部应力集中带软岩巷道变形破坏严重,传统联合支护技术难以控制问题,结合鹤煤八矿-655 m水平南大巷返修工程实践,通过理论分析及现场观测的手段,提出设计了锚网梁索与注浆锚索高强耦合支护技术并进行了现场应用,得出锚网梁索与注浆锚索是具有锚网喷支护与注浆加固共同作用的一种耦合主动支护方式,可以改变围岩力学参数,提高围岩强度。工程实践表明:该支护方案可显著提高围岩的强度和承载能力,有效地控制了深部软岩巷道变形,支护效果明显。     

高应力破碎围岩巷道注浆加固技术

基于孙疃煤矿南翼轨道大巷围岩破碎、应力高、巷道变形量大等典型的工程地质条件,分析了破碎围岩注浆加固的机理和作用,模拟研究了不同注浆深度时巷道围岩变形的演化规律,确定了围岩注浆加固深度,提出浅、深孔分步注浆加固法,并开展工业性试验。矿压观测结果表明:巷道顶底板变形量约为175 mm,两帮变形量约为120 mm,有效地控制了巷道围岩变形。     

巷道过富水断层异常带围岩综合控制技术研究

为了解决过富水断层异常带巷道支护技术难题,以顾北矿过F104富水断层异常带的南翼11-2煤层回风巷为工程背景,通过对工程地质条件的综合分析,提出了以超前高压预注浆固结体置换断层破碎带内泥化岩体为基础,以U36重型U型钢为基本支护,关键部位锚索强化、掘后高压立体注浆加固等相结合的围岩综合控制技术,通过数值模拟及现场工程实践,研究了围岩综合控制技术的支护效果,结果表明,采用该技术过富水断层异常带,不仅可以保证巷道的安全掘进,而且掘后巷道围岩变形也得到了有效控制。     

强塑性破碎岩体巷道耦合支护技术与应用

巷道作为矿山的主要工程结构,其稳定性一直影响矿山经济高效开发。随着矿井开采深度和强度的不断增加,开采强扰动、软弱破碎围岩等复杂地质条件导致巷道围岩变形破坏,大范围破坏时严重影响巷道通风及运输能力,制约着矿山的安全高效生产。因此开展破碎岩体巷道耦合支护技术研究,有效控制围岩变形,实现巷道服务周期内稳定显得尤为重要。针对安徽太平铁矿矿岩节理裂隙发育、强塑性等复杂工程条件,开展矿区各中段巷道变形监测,分析巷道变形破坏特征规律,采用FLAC~(3D)有限元软件模拟不同时空条件下巷道工程的相互影响关系,形成了以预应力锚杆、钢丝网、喷射混凝土、注浆、卸压槽等相结合的耦合支护方式。开展矿山巷道现场支护试验,巷道周边未出现膨胀、破裂等破坏现象,巷道返修率极低,巷道整体支护效果良好,为矿山安全经济开采提供了技术支撑。     

深部断层影响下软岩巷道变形特征与支护技术

以林南仓煤矿三水平东一输送带通路探巷为工程背景,采用现场监测方法探测了巷道围岩变形破坏特征,详细分析了距离掘进迎头不同位置处围岩变形破坏规律,通过深部位移监测得出巷道围岩松动圈范围,并采用了架喷锚注支护技术改善该类巷道变形破坏严重的状况。现场试验表明:采用U形钢配合注浆及表面喷浆的支护方式,能够有效地控制深部断层影响下软岩巷道的变形破坏,取得了较为理想的工程效果。     

水平巷道地面预注浆工程钻井液设计

钻井液性能对深井水平巷道围岩地面预注浆工程顺利开展极为重要,根据信湖煤矿地质特点结合水平巷道围岩地面预注浆工程钻孔分段情况,对不同钻孔阶段的钻井液进行了设计。     

大断面软岩巷道底鼓机理及控制对策研究

针对大断面软岩巷道在开挖支护后所表现出的底鼓现象,对其耦合控制对策进行了数值模拟及工程应用研究。对大断面软岩巷道底鼓变形机理研究表明,大断面软岩巷道底角是支护的关键部位;巷道是一个有机整体,单一的支护效果并不明显,必须进行全断面支护。基于上述研究,提出底鼓耦合控制对策,即在锚网索耦合支护的基础上,利用底角注浆锚杆对关键部位进行加强支护,从而达到控制巷道底鼓变形的目的。数值模拟与工程应用结果表明,采用底鼓耦合支护形式,可以有效地控制围岩底鼓变形,巷道围岩稳定性大大提高。研究结果对于大断面软岩巷道底鼓控制具有一定的指导意义。     

软弱矿体中巷道围岩稳定控制技术及应用

为获得软弱矿体中巷道围岩的稳定状态,采用地质雷达无损检测技术对和睦山铁矿软弱矿体中采矿进路与开拓巷道进行围岩松动圈探测,确定采矿进路围岩松动圈范围为1.5～2.0 m,以及穿脉巷围岩松动圈范围为2.0～2.5 m。基于对采矿进路与穿脉巷的井下现场调查,总结归纳井下巷道典型的3种破坏模式。针对和睦山铁矿具体的工程与地质条件,结合巷道围岩松动圈分类方法与巷道使用时间,建立和睦山铁矿巷道围岩综合分类表。采用FLAC3D开展采矿进路时效性支护技术优化分析,揭示不同支护形式对采矿进路围岩位移影响的时效性规律,提出不同围岩类型采矿进路合理的支护形式和参数,建立采矿进路时效性支护成套技术。针对软弱矿体中穿脉巷与上盘巷道围岩整体失稳的特点,提出深浅孔与高低压耦合注浆技术;并采用自钻式内注浆锚杆将锚固与注浆技术相结合,构成底角锚注加固结构,有效地控制巷道底鼓。现场工业性试验表明,各类支护技术方案有效地解决了和睦山铁矿巷道围岩稳定控制难题,保证了采矿进路在使用期限内的基本稳定和矿体回采安全及永久大巷的长期稳定。     

松软破碎岩层大断面硐室定位注浆加固技术研究

针对松软破碎不稳定岩层中巷道变形量大、底鼓、矿压显现持续时间长等情况,先利用钻孔窥视仪探明石草台煤矿井下变电所围岩中呈现松软破碎特性的位置后,设计利用注浆锚索、注浆锚杆通过定位注浆加固不稳定围岩并辅以反悬拱控制底鼓的形式,提高了巷道围岩整体承载能力,保证了巷道支护效果,同时降低了巷道后期维护成本。     

煤矿巷道综合加固技术研究

为了对不稳定巷道围岩进行加固,采用综合加固技术,主要包括巷帮预注浆、起底刷帮、围岩喷浆封闭、帮顶预应力锚索补强等技术,并研究了巷道底鼓的防治措施及注浆系统和安全措施。研究结果能够为不稳定巷道的支护提供技术支持。     

深部高应力软岩巷道围岩整体锚注技术研究

针对平煤股份四矿三水平东专回下山埋深大、围岩软弱、地应力复杂以及破坏严重的现状,以“深部软岩工程的耦合支护理论”和“软岩巷道滞后注浆围岩控制理论”为指导,对破坏成因进行科学分析,尝试采用锚网索喷、注浆锚杆、注浆锚索以及组合砂浆锚索多种支护技术依据耦合作用时机分步加载于巷道围岩,探索出了适用于加固深部高应力软岩巷道的一项围岩整体控制支护技术,通过多种支护型材和注浆共同作用在浅部及深部形成多层结构体系,增强了围岩主动支护能力和自身承载能力,很好地控制了巷道变形,解决了长期以来高应力软岩巷道反复维修的恶性循环问题。     

弱胶结软岩巷道围岩应力与位移分布规律及支护技术

针对西部浅埋弱胶结软岩巷道的复杂地质条件,基于X射线衍射试验、电镜扫描、岩石力学物理试验与现场监测,揭示了西部浅埋弱胶结软岩巷道围岩变形破坏失稳机理。根据巷道围岩大变形破坏特征,建立了FLAC3D数值模型,模拟演化了弱胶结软岩巷道的围岩应力位移分布规律和塑性区范围,研究结果表明:弱胶结软岩巷道围岩最大主应力决定了巷道围岩的破坏深度,且随围岩深度近似呈"へ"形分布;巷道围岩不同方向深部变形s与巷道表面距离h呈负指数衰减变化的关系。通过对比分析,数值模拟塑性区范围和地质雷达探测松动圈厚度基本一致,从而为弱胶结软岩巷道围岩稳定性分析及支护加固方案设计提供了科学指导。最后针对弱胶结软岩巷道塑性区范围,提出了"锚网喷主动支护+36U型钢支架+全断面锚注"的联合支护技术,现场监测结果表明改进的支护方案可以有效控制巷道围岩变形及塑性区的扩展,保证了巷道的长期稳定及安全。     

断层破碎带走向方向大断面巷道支护实践

以塔山煤矿8301工作面为研究案例,基于该巷道特殊地质条件下巷道围岩特征,采用FLAC;数值模拟软件揭示了围岩受力状态及变形破坏规律,针对性制定了断层破碎带超前预注浆加固、"三高"支护强化、不对称补强加固的综合支护方案。矿压观测数据表明:8301工作面围岩变形量较小,巷道围岩稳定,支护方案可靠有效。     

复杂地质条件下预应力注浆锚索全长锚固技术研究与应用

随着煤矿开采深度的不断加大,深部支护的矛盾逐渐突出。针对平煤矿区某矿-700 m高位瓦斯巷掘进支护过程中随着地应力的不断增大、施工中支护难度加大的实际问题,采用不同的注浆材料可以改变岩土结构及力学性质的理论方法,进行了注浆锚索锚注支护机理及施工工艺的研究,并通过采取“注浆＋中空注浆锚索联合支护”施工技术,解决了深部软岩掘进巷道缩帮、缩顶、蠕动变形的技术难题,有效提高了深部围岩的抗压强度和自承能力,从而改善巷道的区域稳定特性。实践证明,采用锚注支护,可以有效控制软岩巷道深部围岩的变形与破坏,增强巷道的稳定性,取得了良好的支护效果,改善了现场支护环境,为同类工程施工提供了技术借鉴。     

高应力深部巷道围岩变形特征与控制技术研究

分析了高应力深部巷道围岩变形特征与控制技术,采用FLAC^3D数值模拟软件,分析了巷道垂直位移变化规律以及围岩塑性区扩展规律;依据高应力深部巷道围岩变形特征,设计了以锚注为主要支护方式的耦合支护体系,并对改良后的支护方式进行了验证。研究得出,采用锚注和高强度预应力锚杆耦合支护方案,巷道围岩变形得到了有效控制。     

煤矿深部巷道群穿灰岩推覆体水害超前治理技术

煤矿深部巷道高水压和高地应力下掘进,水害和破碎围岩是面临的主要水文和工程地质问题,以淮北邹庄煤矿87采区系统大巷群穿推覆体高压灰岩含水层和F25断层为研究对象,提出利用地面定向多分支孔顺巷探查和分段高压注浆技术,对巷道群穿含水层和断层破碎带进行超前区域治理。查明了太原组灰岩和断层破碎带的空间位置和形态。通过分段高压注浆在巷道周边形成了隔水圈带,含水层有效改造范围大于30m,改造后验证钻孔出水率降低约50%,单孔最大涌水量小于2m3/h。高压劈裂注浆固结了断层破碎岩体,巷道在断层带掘进未发生片帮、掉顶,采用锚喷支护即顺利穿过。地面定向多分支孔注浆技术是解决深埋巷道掘进面临的破碎围岩和水害问题的有效手段,实现了由井下治理到地面治理,边掘边治到掘前治理,逐段治理到区域治理的治灾理念转变,可广泛应用在巷道穿深大断裂或高承压含水层的超前治理。     

Mechanics model and numerical analysis of floor heave in soft rock roadway

The mechanism of floor heave was analyzed by establishing mechanics models and solving differential equations. The amount of floor heave is proportional to the abutment pressure of surrounding rock, roadway width, and the distance of support pressure peak to the roadway and is inversely proportional to the elastic modulus of floor rock. Using FLAC2D to simulate floor rock grouting in soft rock roadway verifies the active role of floor rock grouting in the floor controlling of soft rock roadway; floor rock grouting and grouting range directly impact on the stability scope of surrounding rock, namely, with the increase of grouting range, the subsidence of roof, the approach of both sides, and the amount of floor heave decreased gradually, the stability of surrounding rock is enhanced.