地应力异常区上山群巷道蠕变围岩控制技术

为了解决地应力异常区上山群巷道支护困难的问题,针对常村煤矿地应力特征,模拟分析了不同方向的最大水平主应力巷道围岩应力分布规律,并分析了上山群间煤柱宽度与掘进顺序对支护方式的影响,将全长锚固预应力强力锚杆锚索组合支护系统应用于该上山群巷道。试验结果表明：地应力异常区上山群间煤柱宽度大于30 m时掘进顺序对支护无影响,采用全长锚固预应力强力锚杆锚索组合支护系统后,巷道两帮移近量最大为87 mm,顶板最大下沉量为18 mm;锚杆最大受力为183 kN,锚索最大受力为250 kN,且巷道变形量及锚杆锚索受力稳定,围岩变形得到了有效控制。     

基于锚杆拉拔试验优化锚固承载特性研究

为提高深部软岩巷道锚杆支护承载能力,有效控制巷道围岩变形,采用锚杆拉拔正交试验对锚固承载特性影响因素进行研究,分析不同影响因素作用效果,并以试验结果为依据针对性提出高预应力全长锚固支护技术,研发了预应力全长锚固锚杆,通过理论计算对预应力全长锚固围岩承载能力加以分析,并以潘三煤矿17102(3)工作面回风巷道为工程背景,采用数值模拟和现场试验方式与传统加长锚固支护、全长锚固支护进行对比验证。研究表明：锚杆拉拔失效首先发生在锚固体与试块黏结界面,锚杆拉拔锚固失效经历了弹性—塑性—破坏的动态阶段,不同锚固因素产生锚固效果不同,在拉拔失效发展过程中的体现也有所区别。其中试块强度和锚杆预应力对锚杆极限拉拔力影响程度显著,并且极限拉拔力的大小与试件强度和预应力值呈正相关。根据试验结果提出高预应力全长锚固锚杆支护技术,研发的预应力全长锚固锚杆采用全长锚固提高岩体强度的同时分段施加预应力,与传统加长锚固支护、全长锚固支护相对比,高预应力全长锚固支护技术实现了锚杆在全长锚固的基础上使得预应力向围岩内传递,从而增大围岩压应力区范围,形成更有效的锚固围岩承载结构。工程实践表明,预应力全长锚固支护技术可有效控...     

霍尔辛赫矿井大断面煤巷锚网支护技术研究

从理论上分析了霍尔辛赫矿井大断面煤巷锚杆支护体系存在的问题,寻找影响锚网支护的关键因素,得出锚杆(索)的预紧力在支护系统中起关键性作用。采用数值模拟计算方法,分析锚杆预紧力、长度、间距、锚固方式、角度、钢带以及锚索预紧力不同时的应力效果。在霍尔辛赫开拓巷道和3201首采工作面巷道进行井下工业性试验并对锚杆(索)受力进行监测,得出高预应力强力锚杆锚索支护系统(锚杆预紧扭矩400N.m、锚索预紧力300 kN)可提高支护效果,有效控制围岩变形。     

预应力全长注浆锚索受力特征及工程应用

为研究预应力全长注浆锚索在围岩加固方面相对于端锚锚索的优势,基于中性点理论,分析锚索轴力、剪应力分布特征;建立全长注浆预应力锚索力学模型,推导巷道围岩任一点在弹性、弹塑性及塑性状态下表面位移解析解;研究预应力全长注浆锚索对围岩径向及切向变形的控制作用;以晋城煤业集团有限公司某矿33042巷9号联络巷为工程背景,分析未受采动影响及采动影响下常规锚索及预应力全长注浆锚索支护效果。研究结果表明：靠近巷道表面围岩,围岩变形大于锚索,锚固体表面剪应力指向巷道自由面,在围岩深部,围岩变形小于锚索,锚固体剪应力指向围岩深处,两侧剪应力相反,锚固体轴向拉力沿锚索长度方向呈曲线变化,且在中性点处最大;在未受采动影响下,普通锚索与预应力全长注浆锚索支护巷道变形趋势相同,巷道开挖初期变形剧烈,之后趋于平缓,锚索受力均匀、工作状态平稳,预应力全长注浆锚索相比端锚锚索能够减少顶底板移近量50%;采动影响期间,预应力全长注浆锚索支护下,顶底板移近量和两帮移近量分别比端锚锚索减少21.1%和22.1%,锚索受力普遍增加,且变动不大,未出现锚索破断现象;预应力全长注浆锚索相较于端锚在围岩径向及切向变形控制方面具有明显...     

霍尔辛赫矿井大断面煤巷锚网支护技术研究

为解决霍尔辛赫矿井大断面煤巷锚杆支护体系的存在问题,先从理论上分析现存问题的原因,并找出关键因素:锚杆(索)的预应力在支护系统中起关键性作用.采用数值模拟计算方法,分析锚杆预紧力、长度、间距、锚固方式、角度、钢带、及锚索预紧力的不同应力效果.在霍尔辛赫开拓巷道和3201首采工作面巷道进行井下工业性试验及对锚杆(索)受力进行监测,得出高预应力强力锚杆锚索支护系统(锚杆预紧扭矩400 N·m、锚索预紧力300 kN)可有效提高支护效果,能有效控制围岩变形.     

高预应力锚杆在软岩地层斜井巷道的应用

在分析软岩巷道围岩变形与破坏特征的基础上,采用有限差分数值计算软件FLAC3D模拟分析了北京木城涧煤矿穿越软岩地层斜井巷道在高预应力强力锚杆端部锚固与全长锚固支护下预应力在巷道围岩中的分布特征.结果表明:不同类型岩层对巷道围岩受力与变形影响明显;相对于端部锚固,全长锚固能使锚杆的锥形压应力区相互叠加,锚杆预紧力扩散到大部分锚固区域,更能充分发挥锚杆整体支护的效果.现场试验表明,高预应力锚杆全长锚固支护方式能够有效控制软岩巷道顶部和两帮煤岩体的大变形.     

深部巷道预应力协同支护数值分析

为了改善深部巷道围岩稳定性难以控制这一现状,提出了锚杆、锚索预应力协同支护思想.采用数值模拟的方法对巷道预应力协同支护进行计算与分析.结果表明:在现有的实际支护条件下,高强锚杆需施加40 kN及以上的预应力才能与锚索100 kN以上的预应力相协同;当锚杆、锚索的预应力产生协同作用时,对深部巷道的支护效果明显,巷道周边的应力集中区范围明显减小,应力分布趋于均匀;同时锚杆、锚索的平均利用率都达到0.5以上,且它们之间相差不大,充分发挥了高强锚杆、锚索的受力特性,使锚杆、锚索协同工作,避免了单独依次受力.故应该采用协同支护理论作为深部巷道工程支护设计的理论依据.     

复合顶板巷道围岩变形特征及控制

针对山西金晖万峰煤矿复合顶板巷道变形剧烈、顶板下沉量大等问题,结合现场调研、理论分析和井下实测等方法,分析了复合顶板巷道支护难点,提出了针对复合顶板围岩控制的关键技术,包括高预应力锚索锚杆全长锚固支护系统、锚杆锚索协调支护技术、两帮加固技术。试验表明,改进巷道支护参数后,围岩变形控制效果良好。     

锚杆锚索预应力全长锚固技术的实践

针对官地矿巷道压力大、变形严重的实况,提出了锚杆锚索预应力全长锚固技术,确定了锚固注浆浆液合理配比。应用效果表明,该支护技术下巷道两帮、顶底板的变形量远小于普通锚杆支护巷道,锚杆锚索预应力全长锚固效果明显。     

深部冲击地压巷道锚杆支护作用研究与实践

以义马常村煤矿深部冲击地压巷道为工程背景,介绍了深部冲击地压巷道围岩地质力学参数分布特征,分析了冲击地压巷道围岩变形与破坏特征及主要影响因素,揭示出锚杆支护对冲击地压巷道变形的本质作用是保持围岩完整性,在围岩中形成支护应力场,降低应力集中系数,改善巷道围岩应力分布,充分发挥围岩的抗冲击能力。提出冲击地压巷道支护形式选择原则,介绍了高冲击韧性锚杆支护材料力学性能及锚杆支护参数设计方法。针对常村煤矿21220下巷条件,提出以全长预应力锚固、高强度、高冲击韧性锚杆与锚索支护为主,以金属支架为辅的复合支护方式,并进行了井下工业性试验。矿压监测数据表明,该种支护方式与围岩的整体抗冲击能力强,能够有效控制深部冲击地压巷道变形与破坏。在冲击能量影响下,锚杆、锚索受力特征明显不同于普通巷道,呈波浪状或锯齿状变化趋势。     

Flowcable全长锚固技术的试验研究

利用Flowcable材料,在锚杆(索)支护系统中进行全长锚固技术试验研究,按照标准作业流程进行帮部锚网支护,滞后工作面迎头一定距离再实施注浆.钻孔后先注Flowcable浆液,再将锚索插入孔中.试验效果良好,能实现软岩巷道对锚杆(索)全长锚固的要求.     

应力异常区软弱顶板巷道全锚索支护技术

分析了煤矿锚索在使用中存在的问题,基于高预应力强力支护理论,在应力异常区、顶板软弱、矿压显现剧烈的巷道全断面采用高预应力短锚索支护技术。通过数值模拟对比,得出全锚索支护的预应力大小及作用效果均远优于普通锚杆、锚索支护,并能改善掘进面超前围岩受力状态。在潞新二矿W4203运输巷进行了全锚索支护试验,巷道顶板下沉量与原支护相比减小90%以上,变形得到控制,有效解决了巷道掘进过程中炸帮及大变形等技术问题,锚索间排距增大到1 200mm伊1 400 mm,大幅提高了巷道掘进效率。     

煤矿软岩巷道支护技术新进展

分析了煤矿中不同类型软岩的力学特性及其支护对策,阐述了与软岩类型相匹配的支护形式,即:高应力软岩宜采用高预应力强力锚杆组合支护系统;极破碎软岩宜采用锚注一体化支护系统;低强度高膨胀性软岩宜采用锚喷支护与混凝土整体碹复合支护系统。     

全锚固密集短锚杆在软岩巷道支护中的应用

针对矿用单体气动锚杆钻机对有效锚固长度在2 m以上的高强度螺纹钢锚杆进行全长锚固时存在的安装工艺上的困难,基于巷道围岩中的主应力差及最大剪应力从周边向围岩内部逐渐衰减的规律,提出并试验了密集短锚杆全长锚固的软岩支护技术方案,重点提高距离巷道周边1.5 m以内的围岩抗剪能力。采用有效锚固长度1.5 m的MG400φ20 mm高强螺纹钢锚杆,间排距600 mm×600 mm,经过203 d的收敛观测,巷道周边最大相对位移量为100 mm,最终位移速度稳定在0.1mm/d以下,从而证明了全长锚固不需要过长的锚杆。     

综掘锚杆支护装备的现状与发展趋势

随着锚杆支护技术理论迅速地发展与成熟,与之相适应的支护装备已成为实现煤矿综合机械化快速掘进的关键。通过对国内外煤矿锚杆支护装备的现状及发展趋势的分析,提出了我国综合机械化掘进锚杆支护装备的研究方向。     

Analysis on the anchor mechanism of the full length resin bolt

The purpose of this paper is to reveal the stress distribution characteristic along the full length anchor bolt. Based on the mechanic model set up, the author calculated the an-chor mechanism of the full length resin rock-bolt. The stress distribution characteristic is dif-ferent according to different type of surrounding-rock. The conclusion is important to optimize the roadway bolt support design.     

曙光矿井底车场小煤窑遗留采空区支护技术

分析了曙光煤矿井底车场小煤窑遗留采空区支护的特点和难度，提出采用注浆加固、高强度锚杆、再配合预应力锚索支护方案。矿压监测结果表明，该支护方式满足了井底车场巷道小煤窑遗留采空区支护，为现场解决了特殊地质条件下的巷道支护。     

褶皱区构造应力对巷道支护影响研究

为研究褶皱区构造应力对巷道支护的影响,解决褶皱区巷道支护难题,分析了褶皱区构造应力对巷道支护的影响特征及对支护的特殊要求及高预应力锚杆支护技术。研究认为:褶皱区巷道支护要有较高承载能力、支护材料抗冲击性、围岩稳定性和围岩整体性;高预应力锚杆支护对构造应力区巷道有较好的适应性。将该技术应用于枣泉煤矿,结果表明:高预应力锚杆支护巷道表面位移量降低75%以上,掘进速度提高7倍,并保证了顶板煤体的完整,巷道变形得到有效控制。     

高预紧力全长锚固锚杆工况监测

 通过对常用的测力锚杆改进,开发出了能够监测高预紧力全长锚固锚杆受力状况的CM-200Ⅰ型测力锚杆,并进行了实验室标定。同时开发出适用于测力锚杆施加扭矩的扭矩套筒,更好的实现了对高预应力全长锚固锚杆的实际工况监测。将改进后测力锚杆应用于井下,通过监测结果知高预紧力全长锚固锚杆的载荷在施加预紧力后沿杆体均匀分布,围岩变形后,在距锚杆尾部500mm处出现中性点,此处轴力最大,剪应力为零。并且根据巷道表面位移监测结果知高预紧力全长锚固锚杆有效的控制了顶板的变形,充分发挥了锚杆的支护性能