深井软岩巷道喷射高韧性纤维混凝土支护技术

素混凝土构筑的喷层，在混凝土的凝固过程中，混凝土内部产生很多原生的小裂缝，影响了抗拉强度及断裂韧性的提高，深井软岩巷道围岩变形量大，支护强度要求高，要求支护材料有一定的变形量和韧性。针对这一特点提出了用凯泰(CTA)改性聚丙烯（粗）纤维混凝土代替素混凝土的方案。通过大量的试验，得到改性聚丙烯（粗）纤维可以起到微筋材的作用，对混凝土起到增强作用的同时提高混凝土的韧性和抗应变能。通过巷道围岩应力模拟分析，发现开挖后的巷道喷纤维混凝土进行二衬后，剪切破坏区向围岩的深部转移，巷道拱腰剪切破坏区大大减少，证明了喷射纤维混凝土用于深井巷道支护，由于强度和韧性好可以更有效地抑制围岩的破坏。可为工程实践提供一定参考。     

超强韧性纤维混凝土在深井巷道支护中的应用

煤矿深井巷道的围岩具有工程软岩特征,支护要求强度高,还要有一定的可缩性,将超强韧性PP纤维混凝土用于深井支护是一种新的选择.介绍了PP-ECC复合水泥基材料的制备技术,通过对纤维掺量、喷层厚度和纤维搅拌工艺等关键参数、工艺进行试验研究,得出了最适合PP纤维掺量为2.0％(体积比).采用适合煤矿窄小巷道的螺旋搅拌机进行了施工.通过工业性试验取得了很好的效果,能满足深井巷道支护需要.结合工程介绍了施工工艺,为这种新支护材料推广与应用提供理论根据.     

深部巷道功能性支护构建及数值模拟研究

为缓解深部巷道“三高一扰动”极端复杂条件的不利影响,提出了巷道功能性支护概念,兼顾围岩支护稳定的同时,具备卸压、阻热抗渗等拓展功能。给出了巷道功能性支护的科学界定,将巷道支护演进历程划分为被动支护、主动支护、协同支护、功能支护等4个阶段,建立了功能支护结构模型。基于初期制备的功能层充填材料,利用多场耦合数值模拟方法,从导热性、渗透性和卸压角度验证了功能性支护系统的可行性。通过对卸压、阻热、抗渗等拓展功能的探讨及数值模拟分析,提出未来预设结构层材料以具备低导热性、低渗透性的泡沫混凝土等材料改良为突破口,拟基于多场耦合理论和能量守恒原理确定功能性支护系统能量匹配关系,实现支护结构参数优化目的。同时,针对更为复杂条件下巷道功能性支护前景进行了展望。以深部巷道综合控制为着眼点,拓展了传统巷道支护功能,将为深部巷道支护提供新思路。     

井下高温巷道隔热材料的性能研究

面对日益突出的深井高温热害问题,探究了深井巷道内采用粉煤灰陶粒玻化微珠混凝土达到的隔热效果。基于传热学理论,通过稳态平板导热仪对几组不同配合比的试件进行了导热系数实验,得出导热系数最小的配合比,运用FLUENT软件建立矿井巷道的网格计算模型,分别对喷射该隔热混凝土与普通混凝土的矿井巷道的温度场进行数值模拟。     

灌注式钢管混凝土支架在深井支护中的应用

口孜东矿深井巷道支护中,采用灌注式钢管混凝土支架,介绍了该支架的结构参数、施工工艺、施工中技术要求及使用的效果。     

分阶段动态支护法在超千米深井大断面软岩巷道支护中的应用

对超千米深井大断面巷道围岩稳定性进行了分析。根据巷道围岩变形特点在高阻限制-分次让压支护机理的基础上,提出了分阶段动态支护法。介绍了分次支护的时机、手段和技术要求,在华丰煤矿-1100m水平运输大巷进行了实践,取得了明显效果。     

高强度高刚度强力锚固支护体系在深部高应力软岩巷道的应用研究

随着开采深度的不断增加,巷道围岩表现出的高应力软岩特征越来越明显。通过对深井高应力软岩岩石变形特征和机理的研究,提出了采用高阻、让压、强力锚杆锚索一次支护,取代目前新汶矿区普遍采用的多次让压支护的思路,并将该思路成功地应用于千米深井巷道支护中,取得了良好的支护效果。为我国深井软岩巷道支护提供了一条可行的途径。     

高强高性能喷射混凝土试验研究及应用

喷射混凝土的强度直接决定了锚喷巷道的支护效果,特别是高应力深井的开采和锚网喷的普遍推广应用,对喷射混凝土强度的要求也越来越高.随着矿井开采深度的加大,巷道围岩应力随之增大,而目前所用的普通喷射混凝土的强度已不能满足高应力巷道的支护.通过试验,在普通混凝土中掺入一定量的高活性矿物MK-1,利用其化学效应和物理分子结构,提高了混凝土的强度和防渗水能力,同时也降低了混凝土回弹率.施工工艺改进后,巷道支护效果明显且支护成本降低.     

深井巷道隔热降温技术的研究与应用

为深井巷道降温提供设计参数是深井高温岩层巷道隔热降温技术研究的主要目的。研究了非隔热层巷道围岩向巷道的热量释放模式,分析了调热圈形成原理、热传递解析方程及参数;然后研究了隔热层巷道围岩向巷道的热量释放模式,分析了调热圈变化原理,并推导出隔热降温效果理论解析式及参数确定;工业性试验对比证实,巷道采用隔热降温技术后,隔热效果达到64%,具有巨大的技术经济效益。     

恒阻大变形锚杆支护技术在新安煤矿的应用

新安煤矿为深井软岩矿井,在岩石巷道掘进的过程中,使用普通锚索支护,巷道极易变形、破坏,需要进行二次修护才能使用。恒阻大变形锚杆支护技术在该矿试用后,有效地控制了巷道变形,保持了巷道围岩稳定,减少了巷道的修护量。