巴鲁巴铜矿中央运输巷道变形机理及支护优化研究

中色卢安夏巴鲁巴矿580 m水平中央有轨运输巷道在矿山复产初始围岩夸冒严重,第一次返修使用钢拱架对巷道进行了支护,但无法阻止巷道的不断变形。对巷道变形的机理进行研究,认为巷道围岩存在应力集中现象,并且穿过稳定性较差的矿岩接触带,围岩承载能力低,而支护强度不足,围岩中存在易水化、易膨胀的岩石及裂隙充填物,这些因素促使巷道发生变形。结合巷道变形的原因以及现场实际情况,确定使用"钢拱架+预应力注浆锚索"的联合支护方式,对巷道进行二次修复,使巷道变形得到控制。实践结果表明,采用联合支护后,巷道变形得到有效控制。研究成果为类似条件下巷道围岩治理提供很好的借鉴和参考依据。     

高强支护技术在典型中小煤矿的应用

为改善中小煤矿巷道支护落后面貌,以白皎煤矿巷道为工程背景,从矿井地质力学、围岩强度与结构入手,分析现有支护方式存在的问题。采用现场测试与理论分析相结合的方法,确定2410底板道采用高预应力、高强度锚杆与锚索联合支护。研究结果表明,巷道围岩位移、锚杆、锚索受力等均处于良好状态,巷道支护效果得到显著提高。高预应力、高强度锚杆与锚索联合支护技术,能够有效控制穿层软岩巷道的大变形,保持围岩长期稳定。     

深部大断面软岩巷道变形破坏机理及高预应力支护技术

针对兴跃煤矿2#煤层回风大巷围岩变形量大这一问题,基于弹塑性力学及巷道围岩控制理论,采用理论分析及数值计算的方法,对深部大断面软岩巷道的变形破坏机理及高预应力联合支护技术进行了研究,提出采用"锚杆+钢筋梯子梁+钢筋网+锚索"联合支护方案。现场工程实践表明,采用高预应力联合支护技术后,顶板下沉量为48 mm,两帮移近量为86 mm,底鼓量为120 mm,离层量控制在26 mm以内,效果良好,得出高预应力联合支护技术可以较好控制大断面软岩巷道围岩变形及顶板离层,提高巷道整体稳定性。     

破碎围岩巷道变形因素分析及支护优化设计

针对米山煤业辅助运输石门破碎围岩大变形巷道的失稳破坏问题,分析了巷道支护锚杆(锚索)与巷道围岩作用机理,从理论方面分析了造成巷道大变形破坏的机理,认为巷道围岩原生结构面上产生了较为显著的离层、滑动与张开,新生破裂随之产生并全面扩展,导致围岩变形严重.根据现场围岩条件,提出了注浆加固+高预应力锚索的联合支护方案.根据研究方案在辅助运输石门进行了现场应用,分析与评价支护效果,验证理论分析的正确性与支护方法的有效性.     

复合顶板巷道围岩控制技术研究

针对星村矿3207轨道巷复合顶板松散破碎、顶板下沉量大、锚索破断等变形特征,分析了巷道变形破坏的原因、复合顶板巷道变形规律和控制技术要点,提出了采用"预应力中空注浆锚索+锚网索"联合支护方案,加强顶板支护强度,充分发挥围岩自承能力。现场工业性试验表明,该支护方案能有效控制巷道围岩变形。     

深埋隧洞围岩及其支护结构内力与变形监测结果分析与研究

锚网支护是巷道支护主要结构形式,不同工况采用的支护结构不同。为了验证新型支护结构系统的支护效果,以现场工业试验为研究背景,通过对新型支护结构系统支护巷道的现场监测,重点对围岩的表面位移、锚杆受力状态、围岩深部变形等参数进行监测。通过对监测结果的分析,得到了以下结论：新型支护结构是一种柔性支护结构,能够与巷道围岩协调变形,并能保持足够的工作载荷且有部分余量,在设计允许范围内支护结构整体工作状态良好;通过对巷道深部位移、巷道表面位移、锚杆离层观测等参数的分析,得出锚固后的围岩体变形可以采用半对数函数进行拟合,同时,锚固后的围岩体在适度变形后整体变形量趋近于稳定状态,充分说明新型支护结构系统能有效改善围岩的变形,有效地提高了围岩的稳定性。     

采空区下主要运输巷道支护方式研究

通过对新景矿43108工作面掘进后工字钢顶梁压弯变形,棚腿弯曲向内移等问题的研究,得到巷道失稳变形的主要原因及不同支护方式下巷道围岩变形位移和工字钢支架弯矩分布特征。研究结果表明:提高围岩残余强度,发挥围岩承载能力,加强支护以及形成稳定有效的承载结构对于巷道围岩变形能够起到有效的控制作用。提出了以高强预应力锚杆和锚索联合支护为主、工字钢支护为辅的高稳型支护方式,实践结果证明该支护方式对于巷道围岩变形的控制效果良好。     

新型高预应力锚索及锚注联合支护技术研究与应用

针对现有支护材料及工艺难以适用于深部软岩巷道大变形的支护难题,在理论分析、室内试验的基础上研发了新型高预应力锚索及其配套工艺,该新型锚索可施加初始预应力达70~100 k N,杆体延伸率10%~12%,可有效阻止开挖后围岩的快速变形,保持围岩的整体性和稳定性,并具有成本低、强度高、不易松动等优点;依据典型深部软岩巷道围岩变形特征及破坏机制,提出了以新型高预应力锚索和注浆锚杆为核心的联合控制技术,即支护初期采用以新型高预应力锚索为主,金属网、混凝土喷层为辅的柔性支护;后期进行全断面注浆,内外结合,从根本上提高支护强度。经现场试验证明,该技术能有效提高锚索受力状态,降低围岩变形速率,缩短围岩变形时间,围岩最终变形量只为原支护方案的30%左右,锚索平均受力提高了近4.7倍,取得了良好的支护效果,具有重要的推广应用价值。     

动压巷道高预应力桁架锚索加固支护技术研究

王家岭煤矿20102工作面回风巷受相邻20104工作面采动影响,巷道顶板下沉,底板鼓起,两帮鼓出,巷道变形较大,严重影响矿井安全生产。为了有效控制巷道变形,通过理论分析,数值模拟研究,采用了新型高预应力桁架锚索支护手段;现场工业性试验表明,高预应力桁架锚索支护提高了巷道围岩强度,有效地控制了动压巷道变形。     

巷道穿断层破碎带不对称支护技术研究与应用

为了解决穿断层巷道支护技术难题,以穿南屯矿DWF10断层破碎带的西北轨道运输上平巷掘进为工程背景,综合采用数值计算和现场工业性试验的方法研究断层破碎带巷道围岩控制技术与方案。通过分析穿断层巷道围岩变形破坏机理,提出了分步联合支护技术方案,即采用"高预应力锚网支护+U型钢支架支护+喷浆支护"的初次支护和"预应力锚索支护+滞后注浆补强加固"的二次支护,巷道支护效果分析表明围岩变形已基本得到控制,为减少采区巷道断层保护煤柱宽度、提高薄煤层采出率提供了技术保障。     

深井高应力高突区域回采巷道变形特征及控制

针对首山一矿工作面回风巷掘进过程中围岩强烈变形的难题,综合现场调研、煤岩试验、理论分析及井下试验与实测等方法,对其变形破坏特征和巷道支护难点进行了分析,提出了针对此类巷道围岩控制的关键技术。结果表明,巷道变形速度快、底鼓严重、巷道累计变形量大是首山一矿回风平巷变形的主要特征;采用的高预应力高强锚杆支护系统、锚杆锚索协调支护技术、让抗结合、预留断面技术以及关键部位支护补强技术,有效地控制了巷道围岩的大变形。工业试验结果表明,支护后的巷道两帮变形量基本控制在180 mm以内,巷道顶板下沉量基本控制在170 mm以内,提出的支护技术对深部巷道围岩变形的控制效果良好。     

锚杆锚索同排协同支护在南关矿的应用研究

针对南关矿高水平应力条件下三采区轨道巷变形量大,难于支护的问题,以锚杆锚索同排协同支护思想为指导,通过现场观测、数值模拟及理论分析,对巷道掘进后围岩中应力演化规律及变形破坏机制进行了研究,提出锚杆锚索同排布置协同支护方案,对比了原支护方案及优化支护方案的预应力场和围岩变形情况。结果表明,锚杆、锚索布置方式及预应力协同后,最大限度发挥了锚固构件力学性能,提高了围岩的自承能力,减小了巷道围岩变形量。现场应用与监测数据表明,锚杆锚索同排协同支护方案具有良好的支护效果,可以有效控制巷道围岩。     

坚硬顶板工作面巷道锚杆支护数值模拟研究

为更加熟悉巷道围岩的变形过程,确保施工过程的安全性以及为巷道支护提供参考依据,文章以某矿坚硬顶板支护设计为研究背景,根据现场地质及生产条件,通过数值模拟方法研究坚硬顶板巷道围岩的受力、变形特征以及失稳破坏情况,模拟结果表明,锚杆锚索联合支护能够很好地控制采区巷道及围岩变形,且对采区巷道底板的隆起量控制力度很强。     

千米深井大断面煤巷多维主动控制支护技术

针对千米深井高地应力大断面煤巷支护这一技术难题,通过分析邢东矿2号煤层巷道地质条件和原锚(锚杆+锚索)梁网联合支护存在的问题和导致围岩破坏的主导因素,提出了以新型高预应力桁架锚索支护顶板和锚索-槽钢桁架支护巷帮的联合控制巷道围岩稳定性的多维主动控制思路.在邢东矿2223工作面运输巷进行的现场实践表明,多维主动控制技术有效改善了围岩自身的力学性能,提高了围岩自身的承载能力和抗变形能力,巷道支护效果明显好转,工作面回采期间巷道维护工作量明显减少.     

超高强锚杆支护技术在沿空掘巷中的应用

基于巷道围岩控制理论及超高强锚杆支护技术体系,提出了在沿空掘巷中采用超高预应力支护技术。通过在现场进行工业性试验以及矿压观测,研究巷道围岩在超高强支护下的变形状况,结果表明超高强锚杆支护技术能够增强巷道围岩的承载能力,改善围岩的应力分布,有效的控制巷道变形。并结合谢桥矿1252(1)轨道顺槽的工业性实验,对沿空掘巷巷道的围岩变形进行分析,矿压观测表明巷道的支护效果良好,有效的控制了巷道变形。     

深井高应力巷道围岩变形及控制技术研究

为了解决赵固一矿2号煤层11271胶带巷围岩变形破坏严重的问题,通过现场监测数据分析地质力学参数和原支护方案围岩变形破坏规律,指出围岩强度低、赋存水文地质环境复杂、应力集中系数高、支护强度无法达到要求是巷道围岩变形破坏的主要原因。提出了强力一次支护理论,采用全长预应力锚固强力锚杆锚索控制技术提高顶板初期支护预应力和支护强度,加强两帮支护的支护方案。现场试验效果表明:无论是从锚杆索受力还是从巷道顶底板和两帮变形量来看,采用全长预应力锚固强帮控顶技术后,巷道变形得到有了效控制,而且保证了正常回采。     

复杂地质条件下掘进巷道支护参数优化研究及应用

针对韩家洼煤矿22205轨道顺槽掘进过复杂地质构造区域时巷道围岩变形大、支护困难的问题,提出采用“超前钢管临时支护+预应力长短锚索”的联合支护技术。现场实践结果表明:采用优化支护方案后,复杂地质条件下掘进巷道围岩变形明显减小,变形速度也得到了有效控制,确保了矿井安全高效生产。     

复杂应力条件下盘区大巷支护技术优化

针对寺河矿二号井97采区盘区大巷变形量大、支护体系失效的问题,采用围岩环境调查、理论分析等手段对巷道支护方式优化,提出了预应力"鸟窝"锚索、蛇形锚杆、金属网联合支护技术,提高了支护系统对巷道围岩的支护效果,巷道围岩的整体性及抗变形能力得到极大的提高,并为巷道锚杆支护设计提供了新的依据。     

软岩巷道联合支护结构研究及工程应用

 本文从加固破碎围岩和提高支护阻力两方面综合研究,总结了小康煤矿巷道围岩的变形破坏特征,分析了小康煤矿软岩回采巷道围岩失稳机理以及原有支护体系支护失效的原因,指出了高强锚杆、预应力锚索、金属网喷浆与U型钢支架在控制围岩变形中的联动作用,通过FLAC3D数值模拟分析方法理论上证明了该联合支护结构体系的有效性,并进行了现场工业试验,取得了良好的支护效果,有效地解决了小康煤矿软岩回采巷道的支护难题,经济和社会效益显著。     

褶曲断层区废矸置换巷围岩控制技术

为了解决孤岛褶曲断层区废矸置换巷道的支护难题,分析了复杂叠加应力场、煤岩层性质及巷道空间位置对巷道围岩变形破坏的影响,并针对其破坏特征提出了相应的支护方案。现场实践表明,高预应力桁架锚索及锚杆索联合支护技术,能够有效控制废矸置换巷围岩变形,实现了安全置换煤炭资源的目的。