软岩巷道锚杆支护研究新进展

以大量实测资料为依据，分析了国内外软岩巷道锚杆支护的技术现状和特点。通过定量分析，认为我国目前软岩巷道锚杆支护的主要技术问题是锚杆支护系统支护强度不够。考虑软岩巷道围岩变形特点，提出我国发展软岩巷道锚杆支护的技术关键是：提高系统强度以控制围岩变形，提高支护系统柔性以适应围岩变形。其中提高支护系统强度控制围岩变形更为重要最后，提出了我国发展软岩巷道锚杆支护的技术途径。     

巷道锚杆支护围岩强度强化理论研究

作者从分析煤层巷道围岩应力和位移的特点出发,研究了锚杆对保持巷道围岩塑性区、破碎区的稳定作用,提出了锚杆支护围岩强度强化理论,并探讨了煤巷及软岩巷道锚杆支护作用机理,为锚杆支护参数的稳定提供了依据。     

巷道锚杆支护特性分析与应用

巷道锚杆支护时,围岩的切向应力和径向应力处于锚杆锚固段位置时,存在一个跳跃。当锚杆长度一定时,锚杆支护强度对围岩塑性区半径和对巷道位移的影响会随着锚杆工作阻力值的提高而逐渐减弱。当锚杆工作阻力强度一定时,锚杆支护巷道围岩应变软化半径、巷道周边位移、破碎区半径都随着锚固区半径增加,在开始阶段明显减少,呈现双曲线函数关系,而当达到一定阶段后,其变化逐渐减缓,呈近乎水平线变化。采用高强力、高预应力锚固支护,在必要时配合注浆加固,能够有效控制巷道围岩的变形,以取得较好的支护效果。本文对简单分析巷道锚杆支护的特性,对巷道锚杆支护应用进行探讨。     

平顶巷道锚杆支护机理的数值模拟

利用ANSYS软件．通过模拟锚杆支护对顶板离层的影响和锚杆支护对巷道周边围岩强度的影响．揭示了巷道锚杆支护作用的力学机理．证明锚杆支护可以有效地减小和限制直接顶的下沉和离层并能够阻止巷道周边围岩的变形．并使得锚固体的弹性模量有较大的提高,从而提高巷道周边的围岩强度,达到支护的目的。     

锚杆支护影响因素分析

通过数值模拟方法,研究了煤巷锚杆支护效果,分析了地应力、围岩强度、围岩结构、巷道断面对锚杆支护效果的影响,对锚杆支护设计提供借鉴。     

深部巷道长锚杆支护技术研究及应用

分析了深部巷道围岩变形破坏特征主要为围岩变形量大、变形具有持续性和不可控性,提出采用长锚杆支护技术进行深部巷道的支护。数值模拟分析了不同支护系统巷道围岩的塑性区分布,结果表明:深部条件下巷道塑性区范围较大,加大支护强度对塑性区改变较小,普通锚杆锚索支护不再适用;深入研究了长锚杆的围岩控制机理,并说明了其在深部大变形巷道支护中的优越性。现场工业性试验表明,采用长锚杆支护后,围岩控制效果更佳,且帮部长锚杆在扩帮时能够被重新利用,支护效果较好。     

围岩应变软化巷道锚杆支护作用的计算

从围岩应变软化巷道弹塑性力学计算出发,引入软化模量与非关联流动法则,用锚杆两端对围岩体内锚固区施加的两组夹紧力来考虑锚杆支护对巷道围岩应力状态改变的影响;在锚固围岩体力学性质的黏结力和内摩擦角不变的情况下,建立了锚杆支护对围岩稳定作用的弹塑性力学模型.通过计算,得到了不同锚杆支护强度和锚固区半径下的围岩应力、巷道位移、围岩应变软化区半径及破碎区半径的理论计算公式;分析了围岩应变软化巷道锚杆支护的应变软化区、破碎区及巷道周边位移变化趋势,并在巷道锚杆支护的参数选定中进行了应用.     

围岩应变软化巷道锚杆支护作用的计算

从围岩应变软化巷道弹塑性力学计算出发,引入软化模量与非关联流动法则,用锚杆两端对围岩体内锚固区施加的两组夹紧力来考虑锚杆支护对巷道围岩应力状态改变的影响;在锚固围岩体力学性质的黏结力和内摩擦角不变的情况下,建立了锚杆支护对围岩稳定作用的弹塑性力学模型.通过计算,得到了不同锚杆支护强度和锚固区半径下的围岩应力、巷道位移、围岩应变软化区半径及破碎区半径的理论计算公式;分析了围岩应变软化巷道锚杆支护的应变软化区、破碎区及巷道周边位移变化趋势,并在巷道锚杆支护的参数选定中进行了应用.     

基于地应力的巷道支护参数设计研究

围岩强度与地应力的关系是导致巷道破坏的重要影响因素。分析了锚杆支护与围岩应力的关系、预应力锚杆与围岩变形的关系,然后数值模拟分析了不同支护条件下围岩破坏情况和应力分布情况。数值模拟得出,构造应力场下,顶板在锚杆锚索联合支护下,巷道变形量很小,巷道支护效果良好,顶板离层现象基本消失。以某矿为例,对巷道进行地应力测试以及巷道支护设计,通过锚网喷联合支护,特别是对顶板进行加固,支护取到了良好的效果。     

软岩巷道桁架支护系统的研究与应用

该文介绍了良庄煤矿800m埋深巷道出现的大地压、大变形、巷道围岩控制难的特征,在分析锚杆支护系统和支护工艺中存在问题的基础上,提出了加强锚杆支护强度,提高预应力,发挥锚杆支护系统的主动支护作用,形成“锚岩支护体”,阻止巷道围岩的弱化、松动、位移和离层,工程软岩巷道围岩得到有效控制。     

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。     

巷道锚注支护机理分析及应用

锚注支护是将锚杆支护和注浆技术有机的结合在一起,共同作用的支护技术,尤其对松软破碎岩体的支护极为有效,使锚杆和注浆的适用范围得到扩展,提高了对软岩的支护效果。锚注支护既加固了围岩,又为锚杆提供了可靠的着力基础,使围岩强度和承载能力得到显著提高,巷道变形量明显降低,在分析锚注支护机理的基础上,分析了锚注支护特点及适用范围,得出巷道锚注支护可改善锚杆、裂隙面及围岩的力学性能,减小围岩塑性区及巷道位移,提高围岩的稳定性的结论。     

采空区边缘下方巷道支护技术

在分析某矿采空区边缘下方综采切眼支护难点的基础上,结合数值模拟结果,提出了围岩控制技术:首先用插钢管法超前临时支护顶板,再用W钢带组合水力膨胀锚杆永久支护顶板;采空区下方巷道两帮不进行支护,煤柱下方巷道两帮用高强度螺纹钢锚杆支护。现场实施后有效地控制了巷道围岩变形,为切眼刷扩及液压支架的安装提供了良好的条件。     

深部巷道不同支护形式的对比计算分析

为获得深部巷道的合理支护方法, 针对平煤四矿深部巷道, 采用ANSYS软件, 对被动支护、底板开放式锚杆组合拱支护、全断面预应力锚杆支护、关键部位加强支护等不同支护形式进行了对比计算分析。计算结果显示, 支护阻力大于0.2 MPa之后对巷道变形的控制作用较小, 仅通过提高被动支护阻力难以控制巷道变形; 与底板开放式锚杆支护相比较, 全断面预应力锚杆支护可显著减小巷道变形, 利于围岩承载结构的形成; 关键部位锚索支护可减小围岩应力集中程度, 同时使深部围岩承担荷载, 提高浅部围岩稳定性。综合分析得知, 对于深部巷道需采用强化支护结构强度、调动围岩承载能力、关键部位加强支护、全断面预应力锚杆支护等手段。     

提高支护强度控制深部巷道围岩变形

简要分析了鹤壁矿区深部巷道围岩变形特征及支护机理,指出常用锚杆主动支护强度偏低,是造成深部巷道变形破坏的主要原因,结合工程实例提出了提高支护强度,控制深部巷道围岩变形的主要技术措施。     

巷道锚杆支护特性分析与应用

对采用锚杆工作阻力为夹紧力、锚固区围岩力学性质不改变的计算方法得出的结果进行了分析,研究了巷道锚杆支护作用的特性及其相关因素间的影响关系.结果表明：锚杆巷道围岩径向、切向应力在锚杆锚固端位置有一个跳跃;锚杆长度一定时,支护强度对围岩塑性区半径、巷道位移的影响随锚杆工作阻力值的提高逐渐减弱;锚杆工作阻力强度一定时,锚杆支护巷道周边位移、围岩应变软化区半径及破碎区半径,随锚固区半径增加开始阶段显著减小,基本呈双曲线函数关系,一定阶段后,变化趋缓,呈近水平直线变化.并在程村矿井下巷道进行了一次锚杆支护的设计应用.     

浅析复合顶板极软煤层巷道锚注支护技术

根据复合顶板极软煤层巷道的特点,运用注浆及锚杆支护控制巷道围岩稳定、加强顶板支护强度、充分利用围岩自身承载能力的支护原理,分析锚杆支护与注浆加固组成的联合支护技术。     

厚层复合顶板煤巷锚杆支护技术研究

为了解决顾北矿1312(1)综采面厚层复合富水顶板条件下巷道锚杆支护难题,根据煤巷锚杆支护围岩控制机理,锚杆支护巷道的围岩强度强化理论,高预应力、高强及超高强锚杆与锚索支护技术,提出了厚层复合富水巷道锚杆支护方案。工程实践表明,顶板和两帮采用2.5 m长高预应力、高强锚杆,顶板采用6.2 m锚索配合槽钢组成锚索梁结构支护,充分调动深部围岩承载能力,主动控制巷道围岩并形成稳定的承载结构,缩小了围岩塑性流动区的范围,达到了预期的支护效果。     

不同支护结构对深部巷道围岩变形的时效分析

为合理选择深部软岩巷道的支护形式和支护时机,采用有限差分软件FLAC3D,考虑围岩强度的时效性,分别研究了锚杆锚索主动支护结构、U型钢和壳体被动支护结构及反拱加底板锚杆支护结构对深部软岩巷道围岩变形的控制作用。结果表明:因围岩强度的时效性,岩体之间作用减弱,锚杆、锚索等柔性支护结构调动岩体发挥承载作用的能力降低,围岩变形明显;巷道前期剧烈变形后,因锚杆锚索具有一定围岩自身承载能力,施加刚性支护可有效控制巷道变形;底拱和底板锚杆有利于改善底板围岩受力环境以及控制巷道围岩变形整体协调性;注浆是改善围岩变形时效性的有效手段。提出初期以高预应力、高强度锚杆等进行支抗与卸压,后期以刚性支护及注浆进行加固的巷道支护对策。     

东周窑煤矿8106工作面回采巷道围岩强度分析及支护技术研究

为保障8106工作面回采巷道围岩的稳定,采用现场测试的方式进行围岩强度的分析,根据分析结果得出巷道顶板强度变化起伏较大,岩层厚度和岩性变化较大,巷帮整体强度较低;基于围岩强度测试结果,结合巷道特征确定支护原则,设计巷道顶板和两帮分别采用全锚索和锚杆+短锚索支护,巷道掘进期间进行矿压监测分析。结果表明:支护方案实施后,巷道掘进期间,锚杆索受力正常,围岩处于稳定状态。