中空注浆锚索在高地应力松软煤巷中的应用研究

高强度中空注浆锚索与高性能锚杆相结合的组合控制技术,能有效控制高地应力松软煤巷等该类巷道出现的巷道失稳问题.某矿3313综放工作面回风平巷在深部掘进时出现围岩变形量大、支护失效等问题,高地应力、围岩性质差和原始锚杆支护参数的不合理是导致巷道失稳的主要因素.针对该巷道特点,采用高预应力锚杆(索)支护条件下围岩适当让压、中空注浆锚索注浆以改善顶板大范围内围岩力学性质等技术,有效控制了围岩塑性区发育、提高了顶板围岩强度并改善了锚杆受力状态.现场工业性试验表明:与前期掘进巷道相比,围岩松动区缩小为1 m左右,顶板、底板及两帮的变形量分别下降了63.6%,53.3%和51.7%,高地应力松软煤巷的围岩变形得到了有效控制.     

中孔注浆锚索在破碎顶板支护中应用分析

针对塔山煤矿三盘区2305巷掘进期间受集中应力影响,巷道顶板出现下沉、破碎以及肩角煤柱垮漏等现象,合理分析了传统锚杆(索)支护存在的主要问题,提出了终孔注浆锚索支护。该支护实现了锚索全长锚固、锚索与顶板耦合支护,巷道顶板下沉量控制在0.24 m以下,大大提高了顶板稳定性,取得了较好的效果。     

高应力泥岩顶板巷道围岩失稳特征及控制分析

通过对高应力泥岩顶板回采巷道破坏特征、力学变形机制及失稳原因分析,建立了回采巷道锚杆-锚索支护区变形协调方程,提出了高应力泥岩顶板回采巷道围岩控制关键技术,确定了预留断面高强预应力锚杆-锚索协调变形支护方案,并对设计方案进行了数值计算与工业性试验。结果表明:高应力泥岩顶板巷道表现为顶板破碎严重及离层量大、两帮呈非对称收敛变形与底鼓量大的特征;高应力及泥岩顶板软弱围岩是巷道围岩产生破坏的内在原因,锚杆-锚索支护强度过低及锚杆-锚索支护区非协调变形则是巷道围岩破坏失稳的外在原因;古汉山矿13051回采巷道围岩为高应力-节理化-膨胀性复合型(HJS)软岩,为Ⅰ_(AB)Ⅱ_(AB)Ⅲ_(ABD)复合型力学变形机制,采用设计支护方案后,巷道围岩变形能利于释放,围岩压力减小,锚杆-锚索受力均匀,巷道围岩变形保持在可控范围内,预留断面高强预应力锚杆-锚索协调变形支护利于巷道围岩稳定。     

深部层状岩体巷道承载特性的物理模拟试验研究

为研究深部高应力条件下层状岩体巷道的承载特性及失稳机理,采用物理相似模拟试验方法,并借助高速摄像机、静态电阻应变仪、位移计等手段,研究了不同支护方式(无支护、锚杆支护、锚杆索支护)层状岩体巷道的变形破坏特征和应力演化规律;同时,从压力拱的角度分析了层状岩体巷道的成拱特性。研究结果表明:无支护条件下,巷道围岩变形破坏严重,顶板大面积垮落,呈现倒V型破坏区,无法形成有效的压力拱结构;采取锚杆支护和锚杆索支护后,巷道围岩应力状态得到改善,能够形成有效的压力拱,围岩变形量减小。研究成果为类似地质条件巷道支护设计提供了依据。     

基于有效锚固层厚度的煤系巷道顶板叠加梁支护理论及应用

通过对巷道顶板岩梁的变形及破坏特征分析,确定了顶板岩层失稳的宏观过程;针对煤系巷道顶板沉积岩层的分层特征,建立了煤系巷道顶板叠加梁力学模型,基于其协调变形及共同承载特性,求解出了叠加梁中各分层岩梁等效承载应力、层间作用力以及锚杆(索)支护强化参数,揭示了锚杆(索)对叠加梁结构的支护作用机理,即优化不同抗弯刚度的各层顶板...     

破碎顶板巷道支护技术应用

四明山煤矿9102运输顺槽掘进过程中,受采空区及构造影响,掘进至450 m处时,顶板出现破碎现象,导致巷道顶板锚杆(索)失效严重.四明山煤矿分析了巷道顶板破碎原因,并对巷道支护方式进行优化,采用"桁架锚索+超前管棚"联合支护,现场应用结果表明,采取联合支护后,应力区巷道顶板下沉现象得到有效控制.     

中空注浆锚索在破碎围岩中的应用

晋能控股煤业集团雁崖煤业大同有限公司针对5310巷过断层应力区时,巷道顶板出现严重破碎现象,导致巷道顶板原锚杆(索)支护难度大、支护效果差的支护问题,提出了中空注浆锚索支护,5310巷破碎顶板采用注浆锚索支护后,顶板下沉量控制在150 mm以下,支护效果较好.     

应力区预留顶煤巷道掘进支护优化

针对应力区1210风巷掘进期间顶板破碎、巷道顶板下沉量及巷帮移进量加大、巷道支护效果差等现象,分析了巷道变形、破碎原因,提出了"大锚杆(索)+经纬加粗钢筋网+π型钢棚"等联合支护措施,取得了较好效果。     

掘进巷道应力区围岩变形机理及控制技术

针对2305巷450～530 m段过F7断层应力区时,顶板出现下沉、破碎、支护失效,应力区侧巷帮出现片帮、移近量大等围岩变形现象,分析得出2305巷围岩变形主要由构造应力、围岩特性、支护强度以及支护设计等原因所致,根据实际生产情况,对顶板采取“注浆+JW型锚索吊棚+π型钢棚”联合治理措施,对断层侧巷帮采用“超前管棚注浆+桁架锚杆”联合支护技术,通过实际应用效果来看,巷道应力区采取综合治理技术后,顶板下沉量控制在0.17 m以下,巷帮片帮深度控制在0.40 m以下,提高了应力区巷道成型率,保证了巷道安全快速掘进。     

高应力下锚网索与底角锚杆耦合支护技术研究

利用数值模拟技术,模拟并分析了锚网索与底角锚杆耦合支护机理,并以某矿为工程背景,模拟并分析了高水平应力条件下合理的锚网索+底角锚杆+桁架耦合支护结构,提出了在高应力条件下,巷道的破坏是扭曲变形破坏,采用合理的锚网索与底角锚杆支护结构和支护参数,可有效控制巷道扭曲变形,取得良好的支护效果。     

复合顶板动压巷道变形破坏机理与锚杆支护技术

薛虎沟煤矿为解决复合顶板巷道围岩控制和支护困难,通过理论分析、数值模拟并结合工程实践,对复合顶板巷道变形破坏机理及相应的锚杆支护技术进行了分析及应用。结果表明复合顶板动压巷道围岩变形破坏主要是锚杆支护的主动支护作用效果差,特别是复合顶板岩层节理裂隙发育程度高,会使巷道顶板的稳定性大幅降低;结合矿井实际地质条件,采用锚杆、锚索联合支护技术,提升了锚杆、锚索的预紧力,增强了联合支护的支护强度,提高了联合支护的主动支护效应,可有效控制复合顶板动压巷道围岩的变形破坏。     

大断面煤巷变形破坏规律及控制技术

采用理论分析、FLAC3D数值计算和工程实践等方法,研究分析巷道宽度对巷道围岩变形、塑性区及应力分布的影响规律,提出了巷道临界宽度判定指标：巷道顶板拉破坏深度为1.5 m,顶板拉破坏深度大于1.5 m的巷道维护困难。并提出了超过临界宽度的巷道支护技术为：及时支护、高强高预紧力锚杆、锚索支护和高初撑力的临时支护。研究成果成功应用于王庄煤矿6207综放工作面运输巷。     

采空区下煤巷锚网索支护技术研究及应用

为了解决古汉山煤矿采空区下煤巷支护困难问题,系统分析了以往被动支护情况下巷道变形破坏的原因,基于覆岩破坏规律和胶结再生顶板特征,结合锚杆支护的组合梁理论和悬吊理论,提出了有针对性的锚网索主动支护方案,设计了顶板“双工钢锚索梁+短梁”支护结构,并进行现场应用实践。结果表明：采空区下煤巷锚网索支护技术的应用,实现了矿井下分层巷道支护形式由被动支护向主动支护的转变,提高了巷道支护强度,实现了大断面下分层煤巷一次支护成巷,且支护效果良好,能有效控制巷道围岩变形,可为类似条件下的巷道围岩控制提供参考。     

铝土矿层状粘土岩类破碎顶板支护技术研究

山西铝土矿矿体层状、似层状缓倾斜赋存,直接顶板以破碎粘土岩为主,脉内典型巷道的变形破坏特征以破碎铝土矿冒落带的顶板低强度粘土岩冒顶为主要特征。本文基于对铝土矿层状粘土岩类破碎顶板的工程地质条件,采用FLAC3D模拟软件分析了原支护下的巷道变形破坏过程,得出了巷道变形力学机制;根据变形力学机制,制定了两种支护方案并进行模拟对比分析,确定了典型巷道锚索+钢筋网+钢筋梯的支护方案(锚索长7m,三角形布置,网度2m×1.6m)。锚索深部端锚入老顶,施加预紧力使顶板表面敷设的钢筋梯、网片与锚索形成整体,联合发挥悬吊、预紧、防护的一体化支护能力。经过现场实施表明以锚索+钢筋网+钢筋梯为主体的耦合支护技术能够满足铝土矿粘土岩类巷道的支护要求。     

基于松动圈现场测试的非对称变形巷道支护技术研究

针对山西省吉宁煤矿2103高应力综采沿空巷道帮部非对称变形、顶板下沉严重等矿压显现突出及围岩体破碎的问题,以巷道围岩松散破碎的超声波探测为依据,在原有支护形式的基础上进行了支护形式及参数优化.其中,临空侧采用高强蛇形让压锚杆配合锚索,实体煤侧采用玻璃钢锚杆,顶板采用锚网索配合JW型护表钢带的联合支护形式.巷道锚杆受力、...     

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。     

某矿高应力强流变软岩巷道失稳破坏机理及控制技术

高应力、低强度是引起软岩巷道产生塑性大变形的主要原因之一。通过分析某矿皮带下山变形破坏特征及围岩力学状态,总结了其变形失稳原因;基于耦合支护理论,在原支护方案的基础上,提出了全断面高强锚杆+长锚索+控底混凝土层耦合支护(方案1)和长短多级锚索+高强锚杆+柔性让压充填层+U型钢联合支护(方案2)2种优化方案,采用FLAC^3D模拟了2种优化方案的支护效果,确定方案2作为最佳支护方案;工业性试验表明,采用该方案后,巷道顶板最大下沉量、底鼓量及两帮最大移近量分别为37.8 mm、97.8 mm和105.3 mm,基本控制了围岩有害变形。     

高膨胀松软围岩巷道支护技术

为了解决高膨胀松软围岩巷道顶板变形量大、锚杆脱落失效等问题,利用工程类比分析、数值模拟等方法对高膨胀软岩巷道稳定性影响因素及锚杆支护技术进行了研究。研究结果表明:高膨胀松软岩层强度低,遇水易膨胀软化,是顶板破坏失稳的内因,围岩高集中应力及支护强度不足是外因,可通过优化巷道布置方式、加强支护提高巷道稳定性。研究确定了高膨胀软岩巷道树脂加长锚固锚杆锚索组合支护方案,主要参数为:锚杆间排距800 mm×900 mm,锚杆预紧扭矩不小于400 N·m;锚索间排距1 600 mm×1 800 mm,每排2根,锚索预紧力为200~250kN,并将设计支护方案进行了现场试验,取得了良好的支护效果。     

回采巷道变形破坏机理分析及支护技术探讨

针对常村煤矿11221工作面进风顺槽巷道围岩出现大范围变形破坏,制约其安全高效生产问题,根据围岩变形破坏特征及现场观测分析结果,结合巷道恒阻让压耦合支护机理,设计"锚索+恒阻大变形锚杆+钢带梁+底部注浆锚杆"的巷道返修支护方案.通过实践效果分析表明,巷道返修后顶板下沉量为110 mm,底臌量280 mm,两帮变形量为2...     

72911工作面巷道锚杆支护合理参数的确定

为优化72911工作面巷道支护,以锚杆支护理论为基础,结合掘进期间现场实测结果,获得72911工作面巷帮破坏深度、顶板破坏高度、巷帮载荷集度和顶板载荷集度,确定采用顶板“锚杆+锚索+钢带+金属网”、两帮“锚杆+金属网”的支护形式。监测分析发现巷道表面变形速率降低,巷道变形趋于稳定。