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。     

桁架锚索支护技术在大断面巷道支护中应用

针对13031切巷大断面在采用原支护方式情况下出现巷道顶板下沉量和巷道两帮位移量增大,巷道变形较为严重等问题,结合复合桁架结构锚索支护技术原理,并采用FLAC3D进行数值模拟,确定采用桁架锚索的长度及桁架搭接长度等合理技术参数,按照参数对巷道支护方案进行优化设计并在现场实施,根据现场观测及实施效果表明,采用复合桁架锚索技术支护后,巷道顶板下沉量为87mm,巷道两帮位移量为46mm,巷道围岩变形量未超过规定要求,达到了控制巷道顶板的要求。     

大变形巷道组合锚索支护力学模型及应用

运用材料力学、弹性力学等理论,建立了单体锚索支护和组合锚索支护两种不同锚索支护方式作用下巷道顶板固支梁力学模型,研究了两种支护方式下巷道顶板的受力状态与挠度特征,结果表明:与单体锚索支护相比,组合锚索支护时巷道顶板的固支端及顶板中部的弯矩显著降低,顶板的挠度明显减小。在此基础上,在山西韩家洼矿22206工作面运输巷开展了现场组合锚索支护试验,现场矿压监测结果表明:组合锚索支护形式下的巷道顶板下沉量和顶板离层值较单体锚索支护分别降低了53.8%和56.3%,巷道顶板支护状况得到很大的改善,取得良好的支护效果。     

锚索桁架支护效果影响因素研究

基于正交试验与层次分析法,以巷道顶板下沉量为指标,研究了锚索桁架支护效果的影响因素,定量确定了顶板下沉量随桁架跨度、锚索长度、锚索角度和偏心距的变化趋势。结果表明在一定范围内,桁架跨度是影响巷道顶板下沉量最大的因素,这对于提前采取预防措施,提高巷道围岩稳定性具有重要的指导意义。     

深部大断面复合顶板回采巷道围岩控制技术北大核心

针对复合顶板巷道易发生冒顶事故,巷道顶板支护困难等问题,分析了复合顶板变形失稳机理,提出采用长短锚索协同支护技术;利用数值模拟分析了原始巷道支护方式和高强预应力长短锚索协同支护方式对巷道围岩的控制效果。数值分析结果表明:采用改进的长短锚索协同支护方案能够有效控制巷道变形破坏,巷道塑性区体积减少了29.1%。现场的实际监测数据表明,采用长短锚索协同支护形式后巷道顶底板移进量、两帮移进量、顶板下沉量分别降低下降了63.6%、60.4%、60.2%,该支护方式对复合顶板巷道围岩具有较好的控制作用。     

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。     

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.     

坚硬厚层顶板切顶卸压自成巷恒阻锚索支护应用

为了控制塔山煤矿8304工作面在切顶卸压过程中巷道顶板的下沉变形现象,保证成巷过程及巷道二次复用期间顶板围岩的稳定性,在预留巷道顶板原支护的基础上采用恒阻大变形锚索对顶板进行补强支护。运用理论计算并结合现场实际条件,选用长度为9.3m,支护密度0.8根/m2的恒阻大变形锚索加固顶板。现场应用结果表明：巷道顶板下沉量较小,成巷效果良好,可以满足复用生产要求,说明恒阻大变形锚索能很好适应切顶卸压自成巷对巷道顶板的变形影响,也为其他类似条件下沿空留巷顶板支护提供一定参考。     

特厚煤层沿底煤巷在地质构造带的支护技术实践

特厚煤层沿底掘进巷道在地质构造带常规锚杆锚索支护状况下,顶板极易弯曲下沉,并形成松动离层,无法有效支护。在实践经验基础上,通过分析顶板的不同破碎情况,提出采用锚杆、三眼锚索梁联合支护边锚索呈60°斜拉伸入到稳定煤层中的方式,结合在破碎煤层中穿钢针的方法进行支护,巷道顶板及围岩得到有效的控制。监测结果表明,顶板离层及巷道表面位移量满足巷道支护要求。     

1303面回风巷锚网索联合支护技术应用

分析司马煤业公司1303工作面回风巷顶底板和两帮破坏情况及原因,优化支护方案,顶板采用短锚索+加强锚索支护,两帮采用锚杆+加强锚索支护方式.现场实测结果表明:回风巷顶底板最大移近量为23 mm,两帮最大移近量为15mm,支护效果良好.     

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。     

高应力复合顶大断面煤巷支护参数优化研究

为解决高应力复合顶板工作面巷道支护维护难的问题,通过现场调查,对已有巷道围岩破坏原因进行分析,得出原有巷道支护方式和参数不具有针对性。结合巷道断面和顶板岩性相变大的特征及巷道破坏特点,通过调整巷道两帮支护的锚杆间距,增加了支护密度,根据复合顶板岩性不同,将顶板支护分为4种方案,分别布置具有针对性的锚索补强支护,同时增大了锚索直径,强化了锚索支护作用。采用FLAC数值模拟软件对巷道在优化支护方案下的应力分布和变形特征进行模拟分析,巷道变形量减少,整体稳定,验证了支护优化方案的合理性。经工程实践和支护效果观测表明,巷道顶板下沉量最大为137 mm,两帮移近量最大为365 mm,顶板深部最大观测离层值为14 mm,保证了巷道稳定性,达到了预期目标。     

沿空留巷巷内顶板锚网支护优化设计

为了减少待充填空间顶板离层和下沉量,确保架后挡矸和挂模作业安全,对充填作业空间进行锚网支护设计,对初期顶板支护方案存在的问题进行了分析,结合沿空留巷充填柔模损坏情况和沿空留巷效果,对充填作业空间进行改进优化,然后提出了2种支护改进方案:在留巷待浇筑空间永久加强支护采用锚索梁支护和留巷待浇筑空间顶板永久加强支护采用锚索和锚杆配合锚索梁支护,研究得出:顶板锚网支护劳动强度降低、材料成本降低,采空区垮落裙带关系降低,降低架前顶板锚网支护工作压力,保证锚网支护速度能够适应工作面推进速度,保证工作面能够实现快速掘进。     

动压巷道组合锚索的“应力柱”效应研究

为有效控制动压巷道围岩变形较大、支护控制困难等问题，以山西某矿8102工作面为工程背景，通过现场调研、数值模拟、现场试验等手段，对动载扰动条件下组合锚索的支护效果进行研究分析，并在现场进行了工业性试验。研究结果表明:通过对在动压巷道顶板施加组合锚索的数值模拟得知，巷道顶板应力比较集中，并出现“应力柱”效应，巷道变形较小。结合现场工业性试验，在动压巷道顶板施加组合锚索，巷道变形破坏情况明显好于未施加组合锚索段；组合锚索可以有效控制动压巷道围岩变形破坏情况。     

坚硬顶板1-1022巷锚网索梁主动控制技术研究

为充分发挥巷道围岩自身承载性能,以1-1022巷为工程背景,分析了坚硬顶板下巷道主动控制的可行性,以强化直接顶松软岩层、充分利用基本顶坚硬岩层为理念,以高强度、高预紧力锚杆主动支护和预应力锚索强化支护为核心,开发了坚硬顶板下锚网索梁主动控制技术,有效控制了试验巷道围岩变形。     

巷道围岩松动圈测定及支护参数优化

为了对巷道进行有效支护,确保巷道的稳定性,基于研究巷道实际工程概况,采用电磁雷达法对巷道围岩松动圈进行测试,根据不同测线的雷达探测曲线,得到了研究巷道围岩松动圈级别;优化了巷道支护参数,主要包括顶板锚索、帮锚索、顶帮锚杆、一次喷浆、二次喷浆、道底板圆弧形卸压槽的开挖及底板注浆锚索加固等,并进行了巷道表面位移观测。研究得出,优化后的巷道支护能够有效控制巷道围岩变形。     

邱集煤矿1102工作面切顶留巷支护设计及矿压实测

以邱集煤矿1102工作面运输巷坚硬顶板支护问题为背景,建立未切顶巷道顶板的悬臂梁模型和切顶留巷顶板的变形及受力模型;由理论计算得出切顶前巷道顶板伸向采空区的悬臂梁结构的最大悬臂长度为4.68 m,切顶后悬吊单位长度的巷道顶板所需支护阻力为166.74 kN;据此进行巷道支护参数设计,确定恒阻大变形锚索规格为φ17.8 mm×10 300 mm,两列锚索排距分别为1 000 mm和2 000 mm,并对巷道矿压进行监测。监测结果表明:1102运输巷距开切眼75 m至173 m范围内巷道顶底板移近量最大值约36 mm,顶板离层出现在泥岩灰岩的交界处,累计离层量为25 mm,顶板锚索受力最大值为150 kN,变形和受力均处于安全范围内,满足巷道的稳定性要求。     

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.