深部大采高超大断面切眼围岩控制技术及其应用

为解决深部大采高超大断面切眼在施工过程中存在顶板下沉量大、两帮变形严重等问题,以平煤股份十一矿己16-17-24030切眼为工程背景,采用理论分析与现场监测方法,提出了切眼卸压减跨控顶与应力损失补偿支护技术,确定了适合大采高超大断面切眼掘进的"二次成巷、二次拉底、二次补充支护"施工工艺,并对施工效果进行检验。结果表明:小断面掘进切眼表面位移较小;二次扩帮其位移量增大,两帮移近量为322mm,顶板下沉量为174mm,并在切眼施工45d左右趋于稳定;该技术能够有效控制深部大采高超大断面切眼围岩变形。     

桁架锚索复合支护技术在特大断面厚煤层切巷的应用

该文以山西某矿412特大断面切巷围岩控制为研究对象,分析了预应力桁架锚索控制机理,并运用FLAC3D模拟确定桁架锚索复合支护的关键参数,提出了特大断面厚煤层切巷的桁架锚索复合支护技术;实践表明,切巷自掘出后22d实现自稳,两帮移近量最大为90mm,顶板下沉量最大为142mm,顶板离层仅为8mm,围岩变形控制良好。     

大断面切眼二次掘进支护技术研究

晋盂煤业跃进矿三采区工作面切断面过大,煤层顶板岩性软弱,该矿提出了大断面切眼二次掘进支护方案,采用分2次掘进成巷,分次锚杆、锚索支护并联合单体支护加强支护,在工作面切眼掘进巷道内布置2个测点检验巷道支护的效果。监测结果表明:大断面二次掘进支护方案有效控制大断面切眼掘进时围岩变形,保证安全生产。     

厚煤层大断面煤层大巷围岩控制试验研究

针对软弱围岩条件下厚煤层大断面煤层大巷大变形、难支护的问题,以枣泉煤矿13采区辅运大巷为研究背景,分析了厚煤层大断面煤层大巷支护对策,给出了大巷围岩控制方案。现场应用表明,巷道两帮移近量最大为244.2 mm,顶板下沉量最大为181.8 mm,底鼓量最大为144.5 mm,巷道变形均在合理范围内;从锚杆、锚索受力监测分析,锚杆、锚索受力最大值分别为99.1、256.6 kN,说明锚杆、锚索充分发挥支护作用,且均未达到支护体的屈服强度。监测结果充分表明,"锚固承载结构+应力释放空间+高强钢棚支护"的多级支护方法较好的控制了厚煤层大断面煤层大巷的有害变形,保证了巷道的安全稳定。     

深井大跨度切眼施工方式研究

为了掌握大跨度切眼不同成巷方式对巷道围岩稳定性的影响,本文结合淮南谢一矿深井大跨度切眼支护难题,采用数值模拟研究了一次成巷、二次成巷与三次成巷3种开挖方式下切眼围岩变形特点与应力分布特征,研究结果表明:一次成巷、二次成巷底鼓小,但顶板下沉量大,且切眼周围应力集中程度很高,塑性区范围较大,三次成巷开挖方式切眼顶板下沉量较小、围岩塑性区较小,三次成巷更有利于围岩稳定.在谢一矿511C(3)大跨度切眼(8.4 m)采用三次成巷方式进行了现场试验,采用高强度锚杆锚索组合支护系统维护深井大跨度切眼,矿压观测表明,围岩变形在控制范围内,锚网支护结构可靠.     

大断面开切眼中导硐超前开挖一次成巷技术

为解决大断面开切眼在开挖过程中的顶板下沉量大及底鼓严重问题,提出了一种适合大断面开切眼掘进的中导硐超前开挖一次成巷技术,采用Midas/GTS数值模拟研究了在中导硐超前开挖一次成巷与断面分区二次成巷2种开挖施工方式下,开切眼围岩变形特点及应力分布特征。研究结果表明:采用中导硐超前开挖技术,顶板下沉量减少43 mm、底鼓量减少110 mm,围岩塑性区较小,且巷道围岩受力也均匀,更有利于围岩稳定。在新窑矿4502开切眼采用此种开挖技术,矿压监测结果显示顶板下沉量为98 mm、底鼓量为172 mm,围岩变形在控制范围内,能维持巷道稳定。     

赵庄煤矿受采动影响巷道支护设计

赵庄煤矿33014巷是二次复用巷道,断面大,受采动影响严重。根据巷道围岩条件,在"一次支护原则"、"三高一低"原则以及相互匹配、可操作性和经济性原则基础上,确定锚杆支护各参数,顶板采用预紧力全锚索支护,巷帮采用锚杆锚索组合支护系统。通过大量观测显示,顶板下沉量最大120mm,两帮移近量最大500mm,完全满足3301工作面回采使用要求。     

深井厚煤层综放大跨度开切眼快速施工及支护技术

针对深井厚煤层综放大跨度7 m宽开切眼变形严重、施工支护困难的情况,采用新型高预应力锚杆锚索联合支护方式,合理选择支护参数,采用高强度高预应力锚杆锚索一次成巷施工工艺。试验结果表明：该施工支护技术可使开切眼变形得到有效控制,顶板下沉量小于160 mm,两帮移近量小于150 mm,施工时间缩短50 d,实现了快速安全施工     

富水破碎顶板大断面开切眼围岩控制技术

为解决麻家梁矿富水顶板条件下松软破碎大断面开切眼难以维护的问题,采用理论分析、试验模拟和现场观测的手段,揭示了富水破碎顶板围岩大断面开切眼支护失效的主要原因,采用分步联合支护、顶板疏水、定点注浆加固及封水相协调的技术,对开切眼的稳定状况进行了现场观测.结果表明:钻孔疏放顶板水近2.5万m3,有效克服了顶板水对巷道围岩和支护体的影响,一次成巷区段顶板下沉量控制在400 mm以内,二次扩帮区段顶板下沉量控制在250 mm以内.     

复合顶板大断面开切眼锚网索支护技术研究

为解决复合顶板大断面开切眼支护难题,根据王家岭煤矿20106工作面大断面开切眼的地质条件,通过物理模拟试验分析了复合顶板大断面开切眼围岩变形破坏特征,结果表明:大断面复合顶板开切眼顶底角及顶板易变形破坏,开切眼扩帮期间围岩变形破坏明显超过掘巷期间围岩变形,提出了具有针对性的围岩控制对策,确定工作面开切眼采用"二次成巷+锚网索+单体液压支柱"联合支护方式,现场工程实践结果显示,开切眼最大离层量为9 mm,最大断面收缩率为6.6%,支护方案较好地控制了大断面开切眼的围岩变形。     

软弱泥岩顶板开切眼变形破坏与稳定性控制

为解决软弱泥岩顶板开切眼存在的支护难题,以潞安集团华亿五一煤业11101工作面开切眼为工程背景,采用现场调研、理论分析等方法分析,得出结论:开切眼围岩稳定性主要影响因素有软弱泥岩顶板、煤体结构、泥化底板、大断面及应力扰动。然后结合实际地质生产条件,提出了"高强锚杆支护+大直径锚索支护"为核心的控制技术,并阐述了其控制机理。工程实践表明,该项技术能够有效控制软弱泥岩顶板巷道围岩变形破坏,确保巷道稳定。     

大采高开切眼桁架锚索支护参数优化研究

为了研究大采高复合顶板煤巷的桁架锚索组合支护作用机理,采用理论分析、现场试验、数值计算试验等方法,对大采高2-1101大断面开切眼桁架锚索组合支护参数进行优化分析。研究结果显示：桁架锚索倾角在65°~75°范围内对控制围岩变形和塑性区扩展效果最好,倾角偏大或偏小均不利;桁架锚索的锚固点必须位于稳定的受压岩层内,保证桁架锚索支护系统有一个稳定的锚固基点;桁架锚索的长度为9m时对开切眼复合顶板围岩的稳定性最有利;桁架锚索钻孔的孔口至切眼巷帮距离最优值为1.5 m;顶锚杆密度为10根/排时,现场观测结果显示：两帮移近量最大值为145 mm,顶板下沉量最大值为166 mm,切眼围岩的收敛率在有效控制范围内,桁架锚索组合支护对切眼围岩控制有良好效果。     

近距离煤层大断面切眼一次成巷及支护技术

山西古县西山圪堆煤业开采的3#煤层属于近距离开采煤层,该煤层中的11301工作面在回采巷道掘进过程中矿压明显,在大断面的切眼巷道中,支护困难。在切眼实际施工中,矿上试验一次成巷技术,采用"锚杆+锚索+金属网+套棚+点柱"联合支护方式,避免了二次扩巷对顶板造成的扰动,切眼掘进顺利完成,巷道支护可靠,顶板压力被有效控制。相比切眼二次成巷技术,一次成巷技术掘进速度更快,支护成本更低。     

司马矿大断面切眼二次掘进成巷支护技术

大断面切眼支护一直以来是困扰掘进施工的一个难题。文章介绍了司马煤业公司1209工作面切眼二次掘进成巷施工和支护技术。该支护技术有效控制大断面巷道顶板下沉,提高了巷道围岩强度。为综采工作面安装创造了条件,也为今后大断面切眼掘进支护提供了借鉴。     

大断面切巷支护技术应用

针对长春兴煤矿307工作面切巷施工期间受煤层赋存、围岩应力影响,切巷在施工过程中很容易出现顶板破碎、冒漏等现象。采用FLAC^3D数值模拟分析307工作面切巷支护过程中围岩塑性分布区和水平应力分布区,提出了“桁架锚索+恒阻锚索+柔性纤维网+水力膨胀锚杆”协同支护技术。实际应用效果表明：采取联合支护技术后顶板最大下沉量为76 mm,回采侧巷帮最大鼓出量为30 mm,达到了控制巷道围岩变形的目的。     

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。     

深部巷道复合顶板全锚索一次支护研究

城山煤矿一采区3B煤层右0巷顶板为复合顶板岩层，为解决城山巷道顶板易离层冒顶的问题，提出了新型的巷道复合顶板全锚索一次支护方案。采用弹塑性基本理论分析了锚索加固机理，指出了高预应力全锚索大幅提高支护结构的早期支护强度与刚度，有效控制复合顶板的离层和下沉，高预应力为复合顶板岩层提供了法向约束应力，明显改善了顶板岩层应力状态。针对右0巷顶板岩层岩性及分层状况，运用数值模拟和现场实测的分析方法综合评价了巷道复合顶板全锚索一次支护效果，分析了掘进、回采期间顶板下沉及锚索承载规律，掘进期间顶板最大下沉量为34 mm，回采期间顶板最大下沉量为63 mm。现场试验表明：全锚索一次支护对控制深部复合顶板变形效果十分显著，为深部复合顶板巷道支护提供了参考。     

深部巷道复合顶板全锚索一次支护研究

城山煤矿一采区3B煤层右0巷顶板为复合顶板岩层,为解决城山巷道顶板易离层冒顶的问题,提出了新型的巷道复合顶板全锚索一次支护方案。采用弹塑性基本理论分析了锚索加固机理,指出了高预应力全锚索大幅提高支护结构的早期支护强度与刚度,有效控制复合顶板的离层和下沉,高预应力为复合顶板岩层提供了法向约束应力,明显改善了顶板岩层应力状态。针对右0巷顶板岩层岩性及分层状况,运用数值模拟和现场实测的分析方法综合评价了巷道复合顶板全锚索一次支护效果,分析了掘进、回采期间顶板下沉及锚索承载规律,掘进期间顶板最大下沉量为34 mm,回采期间顶板最大下沉量为63 mm。现场试验表明:全锚索一次支护对控制深部复合顶板变形效果十分显著,为深部复合顶板巷道支护提供了参考。     

大跨度软岩顶板切巷注浆加固支护技术实践

针对庞庞塔煤矿软岩顶板巷道具有跨度大、顶板松软、支护比较困难等问题,对切巷顶板采用注浆加固技术和顶板全锚索支护方案.现场钻孔窥视和锚索抗拉力试验结果表明:切巷顶板采用注浆加固效果理想,二次扩刷后切巷围岩顶板下沉量、底鼓量、顶底板移近量和煤帮鼓起量较小,切巷施工安全.     

大断面巷道锚索桁架控制技术的相似模拟试验

为了研究锚索桁架控制技术在大断面巷道控制实践中的优越性,以厚煤层开采条件为背景,采用相似模拟试验方法开展了锚索桁架和传统单体锚索控制大断面巷道的对比试验,得出了巷道顶板下沉量和底板围岩应力范围,相应的监测结果表明:在相同的围岩应力和巷道断面条件下,锚索桁架控制的巷道较单体锚索控制的巷道变形量小,控制效果好,但是锚索桁架控制巷道在巷帮底部监测的垂直应力较大,要想使锚索桁架充分发挥支护性能需要对巷帮进行有效支护。