巷道底角锚杆控制底鼓机理及选型试验

煤矿开采进入深部以后,地质力学环境远比浅部复杂,各种非线性大变形力学现象越来越显著,巷道底鼓问题也更加突出。为探究控制巷道底鼓效果最好的锚杆类型,首先根据锚杆控制巷道底鼓力学分析模型,从有效切断底板塑性滑移线和有效分解力的作用两方面,对底角锚杆控制底鼓的作用机理进行力学分析;然后进行室内试验,加工6种不同材质及规格的底角锚杆,进行抗弯力学性能试验,通过对试验结果进行优化分析,最终确定控制巷道底鼓最适宜的底角锚杆类型,即I-3型底角锚杆;并将此类锚杆成功应用于大屯孔庄矿-785轨道大巷工程。监测结果表明,此类控制巷道底鼓锚杆在实际工程中取得明显的技术效果。     

高强双底角锚杆控制底鼓技术在深软岩巷应用

深部巷道的底鼓问题,不仅增加了巷道卧底等巷道修护工作量,而且会影响通风、行人和运输安全,增加安全管理的难度。经过多年实践,利用底角锚杆控制巷道底鼓的技术已逐步推广,并取得了一定的支护效果。通常采用的Q335普通螺纹钢单底角锚杆,因其加固底角范围相对较小,支护强度和锚杆杆体屈服强度较低等原因,在深部软岩巷道治理底鼓的效果不理想。根据底角锚杆控制底鼓的作用机理和对底角锚杆受力分析,选择强度更高的Q500螺纹钢锚杆,并采用双底角锚杆的布置方式,在深部巷道的应用中取得了较好的底鼓治理效果。     

防止软岩巷道底鼓的水平锚杆支护参数确定方法

提出了一种在巷道两帮打入水平锚杆用以防止软岩巷道底鼓现象的方法。在分析巷道底鼓产生原因的基础上, 结合抗滑桩绕流阻力理论, 从理论上确定了锚杆支护参数。在不考虑围岩内粘聚力的情况下, 对水平锚杆和底角锚杆防治软岩巷道底鼓的参数、施工工艺进行了对比, 列举了各自的优点与不足。     

底板锚杆参数对软岩巷道底鼓量的影响分析

宁夏某矿软岩巷道在掘进过程中底板破坏明显,拟采用底板锚杆法治理底鼓。为了分析几种锚杆参数的影响情况,运用FLAC~(3D)模拟不同底板锚杆的长度、间距和底角锚杆的倾角对软岩巷道底鼓量的变化情况。结果表明,底板锚杆长度、间距对底鼓量影响较大,底角锚杆倾角对底鼓的影响程度较小。在实际应用中,锚杆长度为2.4 m,锚杆间距为0.8 m,底角锚杆倾角为45°,底鼓量得到有效控制,达到预期目的。     

动压巷道底鼓控制技术

以潞安集团某矿S2106瓦排巷为研究对象,通过分析S2106瓦排巷围岩变形特征,得出巷道变形严重的位置在底鼓,提出了水力膨胀锚杆控制巷道底鼓的措施,经现场试验并对瓦排巷水力膨胀锚杆支护效果进行分析。结果表明:水力膨胀锚杆可以有效控制巷道底鼓。     

高应力回采巷道底鼓机理及治理技术

赵固矿区回采巷道在高地应力和采动叠加支承压力的共同作用下,超前支承压力影响范围达到160 m,造成泥质底板和碎裂煤帮变形严重,围岩变形量大,底鼓量达到400 mm以上,导致大量巷道返修。大采高沿底掘进巷道为挠曲褶皱性底鼓;上分层沿顶板掘进巷道为挤压流动性底鼓。提出了赵固矿区回采巷道底鼓的治理策略,即“强帮、控制顶角和底脚、强化底板、适度卸压,底板采用自钻式注浆锚杆”,并给出了支护方案。自钻式注浆锚杆具有可接长、自锚固、自钻进、主动支护、可注浆和柔性支护的特点,是控制巷道底鼓的有力支护手段。矿压观测表明,采用自钻式注浆锚杆加固巷道底板,能够有效控制巷道底鼓。提出的底鼓控制方法可以为类似条件巷道围岩控制提供参考。     

采动影响下回采巷道底鼓控制技术

通过对回采巷道底板与煤柱的破坏关系分析,得到两帮煤体首先变形破坏是采动影响下回采巷道底鼓的直接原因,认为该类巷道的底鼓类型以挤压流动性底鼓为主;研究了底鼓的主要影响因素和现有底鼓防治措施,根据该矿9214巷道实际情况,提出了锚杆支护、全封闭工字钢的联合支护技术控制巷道底鼓,保障巷道围岩稳定。     

坚硬顶板工作面回采巷道底鼓诱因分析及控制技术

为了解决坚硬顶板工作面回风平巷回采期间巷道底鼓严重问题,通过现场观测、数值模拟及工业性实验,确定了造成底鼓的主要原因是:巷道回采期间受工作面动压影响、两帮支护强度低及底板岩性差。针对该回采巷道特点,提出了采用"顶板超前预裂爆破+两帮锚杆补强+安装底角锚杆"的底鼓控制方案,并进行了工业性试验。工程实践表明:巷道最大底鼓量为258 mm,最大底鼓速率为12.3 mm/d,变形速率及底鼓量在巷道正常使用允许范围之内,动压影响期间巷道底鼓得到有效控制。该控制技术的应用可为地质条件类似的巷道底鼓控制提供一定技术借鉴。     

余吾煤业瓦排巷底鼓控制研究

为防治动压巷道底鼓给煤炭企业带来的损失,采用理论分析和数值模型模拟的方法,对余吾煤业瓦排巷动压巷道进行了研究,利用摩擦式水力膨胀锚杆对巷道底板进行控制,对于两帮及底角利用底角锚杆进行防控底鼓,并最终确定了锚杆的合理支护参数。     

底鼓巷道锚杆支护应用技术研究

阐述了巷道底鼓的破坏形式和影响巷道底鼓的主要因素,依据巷道顶底板岩层真实力学参数,通过RFPA数值模拟软件,模拟了巷道进行底锚杆支护前后的底鼓破坏应力应变情况和破坏程度的对比,演示了底锚支护对巷道底鼓的控制作用。现场试验表明,经过底锚支护的巷道4个月后顶底板移近量平均只有179mm,是未支护巷道的1/3,研究结果对底鼓巷道的支护具有一定的参考价值。     

复杂环境下巷道底鼓影响因素及控制技术

针对复杂环境下巷道发生严重底鼓的问题,理论研究了巷道底鼓围岩稳定性及位移计算方法,模拟研究了不同巷道宽度、巷道高度及侧压系数条件下巷道底鼓量变化趋势,结果表明:两帮岩石的挤压力作用是发生底鼓的重要原因,底鼓量与巷道宽度及两帮移近量有关。侧压系数对巷道底鼓影响最大,巷道宽度次之,巷道高度对底鼓影响最小,在λ为0.5~1.2的范围内,底板主要表现为挤压流动性底鼓。采用超挖锚固回填+底角锚杆的底板控制技术,实现了对复杂环境下底板的有效控制。     

高水平应力巷道的底鼓控制技术研究

针对某矿回采巷道的底鼓严重问题,基于巷道底鼓变形破坏机理,据地质资料及巷道底鼓特性,采用相似模拟实验,分析了巷道围岩受力和围岩变形破坏特征,得出巷道属剪切错动型底鼓,提出打底锚杆加固底板的方案,并经数值模拟验证其方案。     

孤岛煤柱下沿空掘巷底鼓机理及控制技术

针对孤岛煤柱下沿空掘巷围岩应力大、巷道底鼓严重的问题,分析了巷道围岩性质、工作面动压、沿空掘巷窄煤柱宽度、孤岛煤柱集中应力等对巷道底鼓的影响,通过数值计算得到该类巷道具有围岩塑性区分布大、最大主应力等值线远离底板、底板岩层易挤压流动造成巷道剧烈底鼓等特点。在分析平沟煤矿1603轨道平巷底板浅部围岩位移特点的基础上,提出采用2根底角锚杆、2根底板锚杆的加固法控制巷道底鼓,现场观测表明,该支护方案加固后巷道底鼓量减小65%,取得了良好的控制效果。     

发耳煤矿高应力大巷底鼓成因及控制技术

针对贵州发耳煤矿+980 m水平大巷严重底鼓现象,采用FLAC~(3D)数值模拟软件对巷道围岩移动特征进行分析,并确定采用"卸压槽+底角锚杆"的联合支护方案对巷道底鼓进行控制。同时,研究了不同的卸压槽尺寸条件下巷道底鼓变形规律。研究表明:卸压槽宽度对治理底鼓作用不明显,而卸压槽深度对于底鼓控制作用显著,确定卸压槽的宽度为0. 5 m、深度为1. 5 m。工程实践证明,"卸压槽+底角锚杆"的联合支护方案有效地控制了现场巷道底鼓。     

塔山矿软岩底板巷道底鼓控制技术研究

针对国投塔山矿10205工作面底板底鼓变形迅速(掘进后45 d达到270 mm),严重影响巷道的运料行人和质量标准化,通过对引起底鼓因素分析,并结合FLAC数值模拟和现场矿压监测,对软岩巷道全断面锚杆支护方案进行了论证研究;结果表明:全断面锚杆支护能减小围岩塑性区范围,有效控制巷道底鼓变形,保证巷道安全生产和质量标准化。     

大跨度沿空回采巷道底鼓防治技术研究

针对大跨度沿空回采巷道发生的非对称性底鼓现象,以赵固二矿11131工作面下顺槽为背景,建立力学模型,并分析底鼓机理,认为巷道两帮受集中应力的差异是造成非对称性底鼓的主导因素。采用底角锚杆联合底板注浆支护和底板全锚杆支护两种方案控制底鼓,结果表明:方案一使底鼓量降低约70%,方案二使底鼓量降低约55%,且都能使非对称性底鼓造成的底板倾斜角度从最大6°减小为最大2°,有效控制了非对称性底鼓的发生,确保了大跨度沿空回采巷道的底板稳定。     

沿空巷道底鼓破坏与支护技术研究

以3005综采工作面沿空掘巷为工作背景,在分析巷道底鼓破坏特征的基础上分析了巷道围岩强度及应力、护巷煤柱、支护方式对底鼓破坏的影响,给出了优化后的锚杆支护方案及底板处理方案.实践表明,巷道底鼓治理方案合理,巷道底鼓得到了有效改善,可以满足工作面安全生产要求.     

西川煤矿回采巷道底鼓机理及其控制技术研究

针对西川煤矿回采巷道采动期间出现严重底鼓的难题,综合采用围岩位移监测、理论分析和数值模拟计算的方法,揭示了巷道底鼓的主要影响因素——工作面移动支撑压力。在此基础上提出对已发生底鼓的巷道进行起底翻修和对未发生底鼓巷道打底板锚索和锚杆的处理方法,有效解决了西川煤矿回采巷道底鼓严重的难题,对实际生产具有一定的指导意义。     

金龙矿21采区轨道上山底鼓控制技术研究

金龙矿21采区轨道上山底鼓严重,巷道变形量大,研究了底板锚杆(索)、底板注浆加固等技术在巷道支护中的应用,实现了有效治理巷道底鼓的目标,也为其它矿山软岩巷道底鼓的治理提供了借鉴经验。     

炮采采动影响下回采巷道底鼓治理研究

通过现场实测掌握了某矿7021工作面采动影响下回采巷道的变形规律,经过理论计算得出该工作面回采巷道底鼓类型属于挤压流动型底鼓,分析认为两帮煤体的变形破坏是引起巷道底鼓的最直接原因。分析了引起巷道底鼓的主要因素,给出了治理底鼓方案,即在原有支护基础上采用底板锚杆注浆加固底板。现场试验表明,该方案对防治底鼓效果较好。