我国煤矿巷道锚杆支护技术发展60年及展望

我国煤矿巷道从1956年开始研究应用锚杆支护技术,至今已有60a.介绍了煤矿巷道锚杆支护技术的发展历程,不同时期采用的锚杆类型及应用条件;总结了煤矿巷道锚杆支护技术取得的研究成果,包括锚杆支护作用模式与支护理论;动态化、信息化的设计方法;支护材料与构件类型、力学性能及匹配性;施工工艺与机具;矿压监测方法与仪器;及锚杆支护在全国的推广应用情况.60a的研究与实践表明,我国煤矿已形成有中国特色的锚杆支护成套技术体系,锚杆支护成为煤矿巷道主体支护方式,为煤矿安全、高效建设与生产提供了可靠的技术保障.最后,根据我国煤矿巷道特点,提出了锚杆支护技术今后的发展方向与建议.     

回采巷道动压区锚索强化支护机理及参数优化设计

以车集煤矿2901工作面为工程背景,探究了回采巷道动压区锚索强化支护机理.通过构建梯形巷道等效围岩力学结构模型,推导了巷道围岩塑性区半径公式,基于悬吊理论建立了巷道锚索支护力学结构模型.采用FLAC3D软件对比分析了单体支柱和补强锚索不同方案支护时的巷道损伤破坏特征.结果 表明:梯形巷道顶板竖直方向最大塑性区半径为5....     

回采巷道围岩变形率的预测

巷道围岩变形率预测是巷道支护设计的主要环节，本文以影响回采巷道稳定性的主要因素为基础，分析整理了我国煤矿１００多条典型的巷道实测数据，应用多元线性回归方法，建立了预测各类巷道围岩变形率的回归方程，经理论检验与实例验证，预测方法可用于我国回采巷道控制设计，具有广泛的实用价值。     

鄂尔多斯盆地侏罗系软岩底鼓控制技术：案例研究（英文）

巷道底鼓引起的围岩变形是影响中国西部煤矿安全高效生产的主要难题。为了实现对软岩巷道底鼓变形的有效控制,本文以榆树井煤矿11505工作面轨道巷为研究背景,基于极限平衡法和滑移线场理论,建立了软岩巷道底鼓模型,分析了底鼓控制机理并提出优化支护方法;采用FLAC软件模拟分析优化支护前后巷道围岩的位移场、应力场和塑性区,通过现场应用验证支护技术的可行性和适用性。结果表明：底鼓是软岩巷道围岩变形的主要形式,较合理的反底拱厚度为0.5 m,其支护效果良好;挤压破坏带和剪切破坏带分别受到拉伸破坏作用和剪切破坏作用,巷道围岩的改性和有效支护是软岩巷道底鼓控制的关键;数值模拟与理论计算得出的破坏范围基本一致,数值模拟与现场实测得到最大底鼓量分别为220 mm和240 mm,相对于原始方案分别减少55%和60%,两帮移近量明显减小。优化后的支护方案可以较好地控制巷道底鼓,对榆树井煤矿及西部矿区软岩巷道底鼓控制具有较好的工程实践意义,为软岩巷道支护设计提供有益参考。     

煤矿巷道断面形状及锚杆支护围岩变形的数值分析

为了研究巷道不同断面形状和锚杆支护对巷道围岩稳定性的影响,采用ANSYS有限元计算方法进行数值模拟,通过对计算结果分析,得出半圆拱形巷道为最佳断面且煤矿巷道锚杆支护能够有效地控制围岩的变形;煤矿巷道锚杆支护对竖向位移的控制作用较大的区域集中在巷道围岩1.8 m范围以内及巷道的两个底角部;对于横向位移的控制作用较大的区域集中在巷道围岩顶板、两帮中部1.6 m范围以内及巷道的两个底角部.     

近距离煤层采空区下回采巷道位置优化与控制

通过理论分析、实验室实验及数值模拟分析相结合的方法,针对汾西煤业集团贺西煤矿近距离煤层3405工作面运输巷和尾巷的位置及围岩控制等问题进行了深入研究,得到运输巷与上部煤柱边缘间水平距离、上部煤层垂直距离之间的关系,确定了巷道的合理位置及煤层间距改变时的支护方案,可为巷道后续的掘进和支护工作打下基础.     

强膨胀软岩巷道变形特性及控制对策研究

为解决强膨胀软岩巷道支护问题,以红庆梁煤矿强膨胀软岩巷道支护工程为研究对象,通过理论分析和现场调研,分析了强膨胀软岩巷道变形特性.利用MIDAS/GTS建立强膨胀软岩巷道弹塑性数值仿真模型,分析了采用锚网喷架联合支护方案时巷道塑性区范围、应力分布、表面位移以及锚杆和U型钢可缩支架的受力特征.进行现场测试,得到了锚网喷架联合支护方案条件下巷道围岩变形规律.结果表明:采用锚网喷加U型钢可缩支架组成的联合支护体系将有效地提高支护结构整体刚度,增强围岩的自稳能力和自承能力.     

煤矿掘进巷道锚杆分次支护施工及效果研究

作为一项综合性比较突出的施工环节,煤矿巷道的掘进与支护有着紧密地联系,支护工作不仅影响着掘进的效率,同时也间接起到控制成本的作用.本文从煤矿巷道锚杆分次支护的力学计算出发,结合实践分析了巷道分次支护的施工工艺,并评价了其施工效果,最后,对施工监测结果展开论述与研判.监测结果表明分次支护的施工方案除了可以显著减小围岩变形...     

陷落柱影响区软岩巷道加固段长度及其底鼓控制研究

我国很多煤矿巷道受到临近陷落柱或地质构造影响.针对常村煤矿陷落柱附近-470南翼辅助运输巷底鼓严重的问题,根据弹塑性理论和Hoek-Brown准则,建立了陷落柱周围塑性破坏区力学模型,推导出陷落柱影响区巷道加固段长度计算公式.基于X射线衍射实验和朗肯土压力理论分析了陷落柱区巷道底鼓机理,提出了"适当加密锚杆+大直径高强锚索+钢筋网喷层+滞后高压注浆"的锚网喷注综合控制方案,并对其支护机理进行分析.工程实践表明,加固段长度的理论计算误差约为9.3%,巷道加强支护后底鼓量比原方案大约减小了70%~75%,实现了陷落柱影响区大断面膨胀性软岩巷道底鼓的有效控制.     

煤矿地应力测试研究分析

本文通过对几个煤矿的地应力测量实例,对煤矿巷道申地应力测量的地点选择,测量工艺、测试理论及数据处理等方面进行了分析,研究了在实测中所遇到的问题和解决办法,形成了一套系统的测试方法.并且阐述了地应力在煤矿的支护参数设计、巷道布置、瓦斯的赋存与预报中的应用,为在煤矿中开展地应力测试研究和应用打下了良好的基础。     

大倾角极软厚煤巷围岩破坏机理与支护参数优化

以杜家村煤矿1201南运输巷为研究对象,结合FLAC3D数值分析方法与非对称性耦合支护理论,分析了1201南运输巷的围岩破坏机理并提出大倾角极软厚煤层的支护优化方案.研究结果表明,大倾角极软厚煤层巷道围岩破坏主要是由顶板上部岩层剪切与张拉作用所致;优选了支护方案,有效抑制了巷道底板的底臌、两帮的移近及其塑性区的发展.现场应用表明,顶板锚索支护范围内,锚杆(索)非对称性耦合支护的围岩整体性较好,巷道围岩在支护20~30 d后,变形趋于稳定.     

煤巷锚杆-锚索支护互补原理及其设计方法

针对锚索延伸率小、不能适应巷道大变形、与锚杆支护力学性能不匹配的缺点，采用理论分析、数值计算和工程实践的方法，研究了锚杆一锚索支护作用互补原理及深井软弱破碎围岩煤巷预应力锚索工程特性；提出了两个重要指标：锚索的承栽能力和延伸量，分析了锚杆一锚索支护失败的原因，给出了结合计算机数值模拟和巷道稳定性监测的锚杆一锚索支护设计方法，提出了增加锚索延伸量的技术方法，包括：合理确定锚索位置，滞后安装锚索和安装木垫板，研究成果在邢东煤矿应用中取得了良好的技术经济效果。     

基于松动圈理论的锚喷支护设计专家系统

松动圈巷道支护理论的应用使支护设计既有根据又有显著效益,但应用上需较多经验知识,为此,提出了一个基于该理论的系统,来模拟人类专家的工作． 松动圈支护理论专家的知识表达有３ 种类型,给出了这３ 种知识表达结构和相应的知识引挚,设计了系统结构与功能,开发了软件．系统有支护设计、问题咨询、测试数据处理、工程统计、报告输出和系统服务功能,可以满足煤矿开拓、准备和回采巷道锚喷支护参数设计要求．该系统在煤矿应用中得出的结果与人类专家所提设计方案相当一致．该系统的使用有利于松动圈理论的推广和降低支护费用．     

赵庄煤矿三盘区巷道断面合理宽度取值分析

为确定赵庄煤矿3307巷道最合理的巷道宽度取值,采用弹塑性力学能量法理论、薄板理论以及相关的支护理论,通过数学理论推导,得出了煤巷顶板跨中挠度与煤巷宽度的关系曲线。研究表明:当断面宽度小于4.8 m时,顶板处于预压状态,围岩相对稳定,顶板沉降量亦符合安全值;当断面宽度大于4.8 m时,随着巷道宽度增加,顶板跨中挠度快速增大,直至煤巷顶板破坏。根据理论计算结果,确定赵庄煤矿3307巷道断面宽度理论合理值为4.8~5.2 m。该研究成果不仅能指导赵庄煤矿巷道断面设计,而且也可为其他同类巷道断面设计提供理论参考。     

软岩巷道交叉点锚杆支护数值模拟分析

以云南恩洪煤矿软岩巷道为背景,应用数值模拟对软岩巷道交叉点3种支护方案进行分析研究.结果表明,全断面预应力锚杆支护改善了交叉点的应力集中程度,起到一定卸压作用,并控制了围岩的变形量,保证了软岩巷道交叉点的稳定.     

锚喷支护巷道合理支护参数的研究

针对鲍店煤矿锚喷支护巷道中存在的问题，根据影响巷道稳定的8个因素，将巷道分为四个类型，且通过工程测试分析了各类巷道的变形特征，提出了锚喷支护巷道支护参数的设计方法，并应用新型垃拔锚杆进行了井下试验，取得了较好的技术经济效果。     

厚层松软复合顶板煤巷梯次支护力学原理及应用

井厚层软弱复合顶板巷道围岩,单一长度的锚索加强支护,形不成稳固的承载结构,导致下位岩层离层,巷道围岩继续变形和破坏.提出了梯次支护原理,首先采用锚杆支护在巷道顶板浅部围岩造壳(一阶支护),再采用短锚索支护控制顶板中下部软弱煤岩形成二次强化锚固承载结构(二阶支护),再应用长锚索对已形成的二阶锚固承载体向顶板上部深层煤岩体实施整体组合锚固(三阶支护),在顶板岩层中形成一定厚度和承载强度的具有组合锚固效应的阶梯式立体支护结构,并对其支护力学原理进行了理论分析.该支护技术成功应用于淮南顾桥煤矿11151轨道顺槽,其巷道顶板浅部围岩离层分别为10和14 mm左右,深部围岩离层最大值为23 mm.     

基于MapInfo的煤矿顶板管理与控制专家系统设计

介绍了以MapInfo为开发平台、Visual Basic6．0为开发工具的煤矿顶板管理与控制专家系统的设计与实现．首先,结合煤矿对顶板管理与控制的实际需要,进行需求分析和可行性分析;其次,介绍了系统结构、数据库设计、软件开发方案和系统功能设计;最后,根据系统设计介绍了系统功能的实现过程．系统以工作面和巷道围岩矿压观测为基础,借助专家系统思想,分析矿压显现规律,最终确定工作面和巷道的支护方式及相应的支护参数,为确定工作面和巷道顶板控制方法提供科学依据．     

管缝式锚杆支护存在的问题与对策

0 引言 管缝式锚杆自1986年在全国煤矿推广应用以来,义马煤业集团公司(义马集团)所属11个生产矿井采用锚喷 (网)支护的开拓、准备巷道大量使用管缝式锚杆支护,加快了巷道掘进速度,有效地控制了巷道围岩变形,减少了片帮、冒顶事故,保证了安全生产.通过对使用管缝式锚杆支护的巷道分析研究,认为管缝式锚杆安装方便,初锚固力大,是巷道支护中一种有实用价值的支护型式 .但同时也发现存在不少问题亟待解决,以更好地提高管缝式锚杆的支护效果,延长支护巷道的服务年限.     

车集煤矿软岩硐室破坏机理及加固技术研究

松软岩层中的井下巷道支护是目前矿山建设中的一个主要难点．针对车集煤矿的具体条件,对井下巷道的破坏形式及破坏机理进行了分析,在此基础上,提出了锚注法修复加固方案,并阐述了锚注法的支护机理及支护参数．实践表明,应用效果显著．