深部软岩巷道锚网支护参数的确定

为了解决超化矿31采区支护参数选取不当,大量软岩巷道极易陷入"前掘后修"和"屡修屡坏"的恶性循环的问题。结合已有的研究成果,分析深部大断面软岩巷道的变形破坏特征,通过FLAC数值模拟,在此基础上确定深部软岩巷道的合理支护参数,在巷道围岩的锚固性能锚杆预紧力取5 t时,锚杆支护间排距取0.8 m×0.8 m,一次锚网支护采用长度为3 m、直径20 mm的锚杆,然后在一次锚网支护形成的支护承载结构基础上,在巷道帮部和拱部采取结构补偿措施,二次支护选取长度6.5 m、直径18.9 mm的锚索,经过现场实测采用以上参数取得了良好的支护效果。     

双柳矿深部大断面巷道支护优化设计研究

为解决双柳矿大断面巷道受掘进、采动等影响围岩变形量大、变形速度快等问题,采用井下调研、机理分析、数值模拟等综合方法,对大断面回采巷相关支护技术进行了研究,提出了适用于双柳矿深部大断面巷道的支护设计方案。结果表明:采用高强锚杆和高预应力锚索形成巷道支护结构的主体是提高支护强度的主要途径;拱形托盘有利于提升锚杆、锚索预应力的扩散,同时可提高锚杆索的综合承载力,用拱形托盘代替平托盘可实现锚杆索协同支护,从而提升巷道整体支护强度。     

巷道锚杆—锚索耦合支护参数研究

根据某工作面实际工程概况,分析了巷道锚杆—锚索耦合支护参数,设计了3种支护参数,模拟分析了巷道回采和掘进期间围岩变形特征,得到了最佳支护形式,然后采用数值模拟软件,分析巷道支护参数合理性,主要分析了锚杆预紧力、锚索长度、顶板锚杆数量等。研究为相似条件下巷道支护提供指导。     

煤巷锚杆锚索支护体刚度分析

支护体与围岩在刚度、强度和结构上的不耦合是影响煤巷围岩稳定性的主要原因.为了提高煤巷锚杆支护的效果,避免围岩的有害变形,提出采用高强度、高刚度锚杆组合支护系统.本文根据锚杆锚索支护与围岩的相互作用原理,从"两径"配合、锚固长度、锚杆布置以及锚索与锚杆的材料性能耦合等方面,对锚杆锚索支护的刚度问题进行了分析.结果表明钻孔直径与锚杆直径差以及锚固方式对锚固体的刚度有重要影响;锚杆布置方式和锚杆布置密度对锚固体的破坏方式作用明显.据此提出了提高锚杆锚索体刚度的技术对策.     

湖西矿深部大断面软岩巷道支护的DDA数值研究

针对湖西矿深部大断面软岩巷道支护难题,根据巷道围岩地质条件及无支护条件下数值模拟结果,提出四种支护方案.采用了不连续变形分析( DDA)方法进行数值分析,模拟了巷道在不同支护条件下围岩的变形、垮落情况.研究表明,支护方案2(锚杆长度2200mm,顶锚杆间排距750mm×1000mm,帮锚杆间排距800mm×1000m,锚索长度4500mm,间排距1500mm×2000mm)效果最佳,顶、底、左帮、右帮的位移量均较小,分别为20.0mm、10.6 mm、9.8 mm、8.6 mm.同时,将数值分析结果与现场矿压实测数据进行了比对,两种结果比较接近,说明DDA方法可以为锚杆支护巷道的优化设计提供参考.     

煤巷锚杆锚索支护体刚度分析

支护体与围岩在刚度、强度和结构上的不耦合是影响煤巷围岩稳定性的主要原因．为了提高煤巷锚杆支护的效果，避免围岩的有害变形，提出采用高强度、高刚度锚杆组合支护系统．本文根据锚杆锚索支护与围岩的相互作用原理，从“两径”配合、锚固长度、锚杆布置以及锚索与锚杆的材料性能耦合等方面，对锚杆锚索支护的刚度问题进行了分析．结果表明：钻孔直径与锚杆直径差以及锚固方式对锚固体的刚度有重要影响；锚杆布置方式和锚杆布置密度对锚固体的破坏方式作用明显．据此提出了提高锚杆锚索体刚度的技术对策．     

深井综放沿空巷道支护设计及效果探析

为解决深部综放沿空巷道变形严重且后期维护量大的问题,结合滕东生建矿3下煤层实际情况,利用数值计算确定巷道锚杆、锚索长度、直径、间排距等参数,并对现场支护效果进行探析,结果表明巷道围岩总体变形量较大,但变形后的巷道断面仍可达到该工作面的使用要求,支护效果能够满足安全生产的需要,也为后续生产和类似条件下的开采提供了可借鉴的经验。     

巷道顶板锚杆锚索支护耦合影响研究

为了研究深部回采巷道锚杆锚索支护耦合效果的影响因素,以朱集西矿11501工作面为研究背景,采用正交实验,利用FLAC~(3D)数值模拟对不同支护方案进行模拟。研究结果表明:锚杆长度、锚杆弹性模量、锚杆锚固长度、锚杆预紧力4个因素对锚杆锚索支护耦合影响较大。     

深井大断面切眼稳定性控制技术研究

针对张小楼煤矿深部大断面切眼围岩变形大、支护体破坏严重问题,通过现场调研和分析,认为在埋深大、高地应力、围岩裂隙发育等条件的影响下,原支护不能适应围岩大变形的特点,巷道关键部位出现破坏,进而削弱支护系统的整体功能。针对这一问题,采用软岩耦合支护思想,对切眼采用锚网-围岩以及锚索-关键部位的耦合支护方式,实现了支护体与围岩在强度、刚度和结构上的耦合,从而达到控制切眼稳定的目的。通过现场实践检测,表明耦合支护对深部高应力大断面巷道能够起到较好的支护效果。     

深部大断面煤巷支护失效分析及控制对策

为解决深部大断面煤巷高应力、支护体易失效问题,对锚网索时空耦合支护进行数值模拟与工程应用研究。以东滩煤矿1306运输巷为背景,通过现场矿压监测,发现支护体与围岩在强度、刚度、结构上耦合效果差是造成支护失效的主要原因。结合支护失效机制,提出及时支护和滞后支护的锚网索耦合支护方式,及时支护采用锚杆高强度高预紧力柔性支护,滞后支护采用锚索高强度高预紧力刚性支护,确定了锚索滞后支护距离为30 m。现场监测发现锚网索耦合支护不仅能够提高支护质量,还能将围岩变形量控制在允许范围内,保证围岩稳定。     

基于FLAC3D数值模拟的巷道围岩稳定性及支护参数设计研究

为了巷道支护设计的合理性,确保矿井的安全生产,采用理论分析和FLAC^3D数值模拟对巷道围岩稳定性进行分析,利用悬吊理论、压力拱理论对巷道的预紧力、间排距等支护参数进行了校核,得出锚索的支护强度满足支护要求;然后利用模拟分析,对不同的锚杆长度和排距进行分析,研究从围岩应力、巷道断面收缩率以及塑性区分布进行分析对比,研究得出,锚杆的最优长度为2.0 m,锚杆最优的排距为0.8 m,研究为类似地质条件下巷道的支护设计提供一定借鉴意义。     

深部高应力区域锚网索支护研究

为了探讨深部高应力区域的支护问题,对平煤集团十三矿深部高应力区域巷道围岩力学参数进行了测试,并采用FLAC3D数值模拟软件对不同间排距的锚杆+锚索+金属网支护方案进行模拟,确定了合理的支护结构。现场实践表明,该方案的实施有效地控制了深部高应力区域巷道的围岩变形,达到了预期效果。     

深部软弱围岩大断面切眼支护技术研究

针对红庆河煤矿大采高综采工作面开切眼断面大、埋藏深、巷道围岩软弱、支护困难的情况,提出了仅采用锚网索进行支护的技术。通过数值模拟、现场试验和巷道围岩岩性分析,确定两次开切眼支护参数,锚杆预紧力不低于杆体屈服载荷的40%,采用8m锚索进行补强支护,通过高预紧力强力支护,控制切眼围岩早期的离层和变形。监测结果表明:锚网索支护可以有效地控制深部高应力、软弱围岩、大断面切眼的变形,支护效果好。     

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。     

某矿深部大断面泵房硐室稳定性控制技术

对某矿深部泵房硐室进行了断面优化设计及耦合支护参数设计,并进行了现场实践,通过理论分析与数值模拟结合的研究方法对该矿大断面泵房硐室进行了施工顺序优化,包括硐室断面开挖顺序及泵房硐室群施工顺序。研究结果表明:为确保泵房硐室底板及泵基础的稳定,宜采用正台阶光面爆破工艺,硐室群施工应遵循巷道及硐室断面由大到小的施工顺序。在上述分析的基础上,对泵房硐室耦合过程进行了设计,并对硐室围岩收敛变形、锚杆锚索托锚力及顶板离层演化过程进行了监测。结果表明,硐室围岩整体稳定,未出现局部失稳及大变形现象,锚杆锚索实现了强度耦合、刚度耦合、结构耦合及变形协调性。     

煤矿深部巷道锚杆支护理论与技术研究新进展

针对我国深部高地压巷道围岩条件的特殊性与复杂性及巷道支护存在的问题,分析了高地压巷道围岩变形与破坏机理、支护系统控制围岩变形的作用。介绍了适用于深部巷道围岩的地质力学快速测试系统:包括地应力测量、围岩强度原位测试及围岩结构观察;高预应力、强力锚杆支护系统:包括高冲击韧性强力锚杆,大吨位、大延伸率单体锚索,高刚度钢带。介绍了高预应力、强力锚杆支护系统在新汶矿区和金川镍矿的应用情况。实践表明:高预应力、强力锚杆支护系统是深部巷道较有效的支护形式。     

深部大断面软岩硐室支护技术优化及应用

为解决深部大断面软岩硐室急剧变形失稳问题,以朱集西煤矿西翼11煤运输大巷机头硐室为研究对象,采用理论分析与数值模拟的方法,对4种不同支护方案及不同支护结构(锚杆支护、锚杆+喷层支护、锚杆+锚索支护、锚杆+锚索+喷层支护)的围岩塑性区破坏深度与位移进行分析,得出方案三锚网喷初次支护+预应力锚索二次支护为最优方案。工程实践表明,采用耦合支护方案三后,支护结构的整体性承载能力和围岩的自承能力提高,机头硐室两帮移近量为25.98 mm,顶底板移近量为43.45 mm,有效控制了深部复合围岩的大变形失稳问题,保证了巷道围岩的长期稳定。     

深部倾斜巷道最优断面耦合支护对策

深部倾斜巷道围岩开挖支护后片帮、冒顶和底鼓变形现象严重。分析澄合矿区巷道变形破坏特点后,利用FLAC3D对原支护条件下巷道围岩的变形破坏机制进行数值模拟,并提出了最优断面耦合控制对策,即在优化断面形状的基础上,采用锚网索耦合支护,利用锚索、底角锚杆等对产生变形破坏的关键部位加强支护。可以有效地消除巷道围岩关键部位产生的差异性变形,使巷道围岩稳定性大大提高。     

宏泰煤矿回采巷道支护方案优化的FLAC~(3D)数值模拟分析

宏泰煤矿26B~#煤层回采巷道原采用的支护方案为顶板布置2排φ18 mm螺纹钢锚杆,锚杆长度为1.6 m,间排距为1 m,巷道底板和两帮不支护。经现场调查分析,在矿山压力作用下,巷道顶板上方出现了裂隙和离层现象,并且巷道顶底板移近量明显。为确保巷道稳定,对原支护方案进行了优化,即对巷道顶板较完整的区域采用螺纹钢锚杆进行支护,对顶板较破碎的区域采用锚索支护。为有效确定巷道顶板锚杆、锚索的布置形式及相关支护参数,采用FLAC~(3D)软件构建了数值模型,分别进行了围岩位移场、围岩应力场以及围岩塑性区的数值模拟分析。结合数值模拟结果确定的优化支护方案为:巷道顶板布置3排锚杆,锚杆长度1.8 m,间排距为0.8 m;当巷道顶板较破碎时,顶板布置2排锚杆和1排锚索,锚杆锚索的间排距均为0.8 m,锚索长度视巷道围岩稳定性情况而定。该方案可供类似矿山回采巷道有效支护提供可靠依据。     

强采动大断面煤层巷道破坏特征及协同控制技术

为了解决强采动大断面煤层巷道围岩控制难题,以王庄煤矿9107工作面回采巷道为研究对象,采用现场调查、理论分析和数值计算方法,对回风顺槽变形破坏特征和矿压显现规律分析,揭示强采动大断面煤层巷道围岩失稳机理,提出回采巷道顶板锚杆-锚索、巷帮强力锚杆的协同支护机理和方式,提出优化支护方式、参数,得到回采巷道围岩控制技术.工程实践表明:采用锚杆-锚索耦合支护结构,有效地解决了大断面破碎回采巷道的控制问题.