大跨度综采开切眼新型预应力锚杆支护综合控制技术

在分析高强预应力支护体系支护结构与原理的基础上,结合王村煤矿大跨度综采开切眼的具体条件,确定高强预应力支护体系的支护形式与参数.在井下的实验表明:预应力锚杆、锚索梁联合支护能够有效控制大断面煤层巷道围岩变形,巷道支护效果良好,保证巷道安全,具有显著的经济效益.     

高强预应力支护技术在“三软”煤巷中的应用

在“三软”煤巷中,应用以锚索为主的高强预应力支护体系,通过选取合理的支护参数进行巷道支护。实践证明,高强预应力支护技术确保了巷道的稳定,降低了巷道的综合成本,提高了单进,取得了较理想的支护效果。     

深部巷道全长预应力锚注 支护机理研究及应用

讨论全长预应力锚固支护的实现方式,提出基于注浆加固技术的全长预应力锚注支护工艺,并将其对围岩强化作用划分为轴向主动支护贡献、横向被动支护贡献与注浆加固贡献等3部分,建立各支护贡献值的理论计算公式,分析不同锚注参数对各支护贡献值的影响规律,揭示全长预应力锚注支护机理。在此基础上,研发提出新型高强锚注支护技术,并进行现场应用。研究表明:全长预应力锚注支护方式通过注浆可使锚杆自由段钻孔及围岩裂隙得到有效充填,保证自由段轴向主动支护贡献值与锚固段横向被动支护贡献值可同时达到最大值,还可有效提高注浆加固贡献值,是实现围岩最优控制的有效途径之一。新研发高强组合式中空注浆锚杆具有强度高、可施加高预应力等优势,可实现全长预应力锚注支护效果,现场应用后,围岩变形破坏得到有效控制,验证了全长预应力锚注技术的优越性与有效性。     

综采工作面大断面切眼的高强预应力支护技术

灵武矿区灵新煤矿首次在L1515综采工作面大断面切眼采用高强预应力锚杆、锚索加金属网、钢带的联合支护技术。理论和实践均证明，应用这种支护技术可达到安全、可靠、经济和快速施工的目的。     

松软煤帮巷道破坏机理及高强预应力支护技术

根据五一煤矿采区巷道两帮强度低,围岩变形量大的问题,基于弹塑性力学及巷道围岩控制理论,采用理论分析及数值计算的方法,对松软煤帮巷道的破坏机理及高强预应力支护体系进行了研究,得出了巷道围岩连锁失稳、破坏机理及其相关控制技术。工业性试验表明,采用高强预应力支护技术后,顶板下沉量为59 mm,两帮移近量为230 mm,离层量控制在25 mm以内,可以较好控制松软巷帮的变形及顶板的离层变形,提高巷道的整体稳定性。     

高强预应力让压锚杆在复杂围岩中的应用

以杨营煤矿3103工作面顺槽复杂围岩巷道支护为背景,运用自然平衡拱理论,计算出杨营煤矿复杂围岩条件下锚杆合理的支护参数：顶锚杆长度为2.4 m,间距为0.9 m;帮锚杆长度为2.2 m,间距为0.8 m;排距均为1 m。将理论计算出的锚杆参数结合有限差分数值模拟软件FLAC3D,分别对普通锚杆、高强预应力锚杆及高强预应力让压锚杆进行了对比模拟研究。理论及实践均表明：高强预应力让压锚杆能够对围岩形成主动支护,减小松动圈破坏范围,可防止锚杆因承受过度载荷过早进入屈服阶段而失效,同时能够减小巷道支护密度,提高掘进速度,对复杂围岩巷道形成了很好的支护效果。     

多因素影响下极复杂条件切眼支护技术研究

受大埋深、煤层合层和分叉、火成岩侵蚀和断层等因素影响，张双楼煤矿9421切眼所处环境极其复杂，沿用邻近巷道的支护设计，无法实现安全支护。在分析各种影响因素和数值模拟计算分析的基础上，提出了“导硐掘进、分段设计、高强支护、及时减垮”的设计思路，设计和应用了各段的支护方式和参数，在高预应力、高强护表构件的高强支护，单体架棚、木垛的有力支撑作用下，改善了切眼围岩的应力状态，有效控制了巷道围岩变形，取得了较理想的支护效果。     

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.     

围岩控制中高强高预应力锚杆支护效果分析

首先分析了高强高预应力锚杆对巷道破碎围岩的加固和支护机理;然后根据某采矿地质条件,通过数值模拟研究不同预应力锚杆对巷道围岩控制效果,优选出该采矿地质条件下的最佳预应力大小;将最佳预应力的支护方案和未施加预应力的支护方案用于试验巷道对比分析。结果表明:该采矿地质条件下的最佳锚杆预应力为50 kN,50 kN的高强高预应力锚杆能够满足该采矿地质条件下巷道破碎围岩的加固和支护要求。     

厚层复合顶板煤巷锚杆支护技术研究

为了解决顾北矿1312(1)综采面厚层复合富水顶板条件下巷道锚杆支护难题,根据煤巷锚杆支护围岩控制机理,锚杆支护巷道的围岩强度强化理论,高预应力、高强及超高强锚杆与锚索支护技术,提出了厚层复合富水巷道锚杆支护方案。工程实践表明,顶板和两帮采用2.5 m长高预应力、高强锚杆,顶板采用6.2 m锚索配合槽钢组成锚索梁结构支护,充分调动深部围岩承载能力,主动控制巷道围岩并形成稳定的承载结构,缩小了围岩塑性流动区的范围,达到了预期的支护效果。     

复杂围岩灾变环境下巷道修复技术研究

针对麦垛山煤矿110207工作面运输巷受复杂围岩应力影响,顶板出现开裂下沉等现象,通过对巷道围岩灾变的表现形式、围岩变形机理的研究分析,提出了复杂围岩灾变条件下既要保证支护体之间的协调作用,也要保证支护结构与围岩之间的耦合作用,从而使支护体系达到最佳组合。巷道整体以高强预应力锚杆和锚索梁进行有限让压强化支护,形成以高强、高预应力锚杆支护为基本的支护体系,以锚索为骨架的网状支护单元。通过注浆改变围岩受力状态提高承载能力;巷道特殊地段二次支护采用29#U型可缩性钢支架进行耦合让压支护,使支护体与巷道围岩之间相互耦合;按照“预防为主、综合治理”的原则,提出了“集中疏水泄压+注浆控制裂隙+喷浆封闭”的综合防治水技术,降低顶板裂隙水的影响,确保了巷道围岩的整体稳定性。     

高强耦合支护在大断面全煤巷道中的应用

针对大断面全煤巷道支护难题,详细分析了高强耦合支护系统在控制深部复杂困难围岩中的作用。结合某煤矿的工程实际条件,分析了某煤矿顺槽失稳机理,采用注浆加固技术和高预应力强力耦合支护系统对巷道围岩进行了加固,结果表明:注浆加固技术使围岩裂隙得到填充,裂隙发育减少;高预应力强力支护系统有效控制了巷道围岩的变形。     

锚杆支护应用中的几个技术问题

分析锚杆支护大面积推广应用中的几个技术问题,包括锚杆的加工、巷道的断面形状选择、锚固方式、切眼施工与支护方式、联合支护中刚度的匹配等,它们常被忽视,并影响到支护系统的安全可靠性,借此提出一种高安全可靠性的新型主动支护技术体系,即基于预应力结构理论的高预应力主动支护:高性能预应力锚杆、小孔径预应力锚索、预应力钢绞线桁架及其组合支护。     

薄基岩浅埋大断面煤巷锚杆支护技术

榆阳煤矿1307面构造简单，属典型的薄基岩浅埋煤层。风机巷围岩，具有“煤层强度高，承载能力强；顶底岩层孔隙率大、含水量高、强度较低、粘性矿物含量少”等显著特点，根据组合梁拱和松动圈理论，优化确定采用高强预应力长锚杆、大间排距的支护设计理念，既保证了巷道的稳定，减少维护工程量，又取得了降低支护成本、减少汽车运输事故等技术经济效果，为该矿全面推广煤巷锗杆支护技术奠定了基础。     

高强预应力支护在"三软"煤层巷道中的实践

邯矿集团云驾岭矿在"三软"煤层巷道中,应用以锚索为主的高强预应力支护体系,降低了巷道的综合成本,提高了单进,取得了满意的支护效果.     

千米深井沿空掘巷围岩控制技术研究

针对朱集西煤矿11502工作面运输巷顶板离层量大、煤柱帮肩窝及帮脚内移、底鼓严重等围岩大变形难题,在分析深井高应力沿空掘巷围岩大变形原因后,提出一次高强预应力支护技术及高强稳定型支护方法,强调锚杆索高预应力支护及二次预紧。现场试验后,围岩变形量减小,巷道空间得到较好维护,表明该锚网支护技术合理。     

基于粘弹性理论的巷道围岩应力场、位移场解析预测

以粘弹性理论为基础,采用解析的方法,通过拉普拉斯变换,建立了考虑时效性的围岩应力场、位移场数学表达式。利用位移及应力边界条件,导出了高强预应力锚杆支护下的围岩应力场、位移场解析解。工程实践表明,随着巷道的开挖,锚喷支护能有效控制围岩稳定,且支护后围岩的应力场、位移场随时间的变化趋于稳定,理论上验证了解析解的合理性和科学性。     

回采巷道超前锚固耦合支护技术研究

针对回采巷道超前支护范围内单体支护劳动强度大、超前液压支架反复支撑顶板导致锚杆索支护失效、顶板破碎严重和在小断面巷道适应性差等问题，开展回采巷道超前锚固耦合支护技术研究。以朱庄煤矿为工程地质背景，提出了高强预应力锚索主动支护代替单体和超前液压支架被动支护思路，建立两侧实煤体超前支护力学模型，通过理论计算校核支护强度，结合FLAC^3D数值分析结果，确定了超前主动支护方案。现场应用结果表明，巷道围岩整体性增强，变形量明显减小，优化超前段作业环境，为其他类似矿井提供了参考。     

高强预应力锚杆支护在孤岛工作面切眼一次成巷技术中应用

以平煤一矿孤岛工作面切眼为例,介绍了高强预应力锚杆、托梁、钢筋网、锚索联合支护技术.结合矿压监测资料,对该切眼支护技术进行了分析,评价了支护效果.高强预应力锚杆联合支护在孤岛工作面大断面切眼一次成巷中的成功应用,为平煤矿区同类条件下的巷道支护提供了经验.     

“三软”煤体复杂多变复合顶板煤巷动态支护技术

针对“三软”煤巷支护难题,分析其围岩变形破坏特性、围岩和支护体的相互作用关系,特别是围岩对支护的动态力学响应等问题,从最优支护方案、最佳支护时间、后期补强等巷道支护全过程出发,提出以左旋高强预应力锚杆、M型钢带、超高强让压锚索、锚索梁等新型高强支护方式为关键技术手段的动态支护技术。该支护技术在枣园煤矿22071机巷得到了成功应用,可为相类似煤层巷道提供参考。