高应力坚硬顶板煤层巷道锚杆支护方案的确定

针对国内某大型矿井高应力坚硬厚顶板煤层巷道锚杆支护方案的优化问题,通过分析初步确定了锚杆支护的候选方案,随后利用数值计算各方案时巷道围岩的稳定性,并据此确定锚杆支护方案.研究结果表明:该矿回采巷道属于高应力坚硬厚顶板煤层巷道,属于I类巷道顶板,巷道支护的重点应在巷道两帮.锚杆支护参数(锚杆直径、锚杆长度、锚杆间排距)对支护效果有较大影响.该矿条件下,帮部锚杆间排距对支护效果的影响较敏感;回采巷道帮部锚杆采用直径18mm、长度2.4m、间排距0.8m、锚固长度0.8m时锚固效果较好,能满足巷道稳定性要求.     

宏泰煤矿回采巷道支护方案优化的FLAC~(3D)数值模拟分析

宏泰煤矿26B~#煤层回采巷道原采用的支护方案为顶板布置2排φ18 mm螺纹钢锚杆,锚杆长度为1.6 m,间排距为1 m,巷道底板和两帮不支护。经现场调查分析,在矿山压力作用下,巷道顶板上方出现了裂隙和离层现象,并且巷道顶底板移近量明显。为确保巷道稳定,对原支护方案进行了优化,即对巷道顶板较完整的区域采用螺纹钢锚杆进行支护,对顶板较破碎的区域采用锚索支护。为有效确定巷道顶板锚杆、锚索的布置形式及相关支护参数,采用FLAC~(3D)软件构建了数值模型,分别进行了围岩位移场、围岩应力场以及围岩塑性区的数值模拟分析。结合数值模拟结果确定的优化支护方案为:巷道顶板布置3排锚杆,锚杆长度1.8 m,间排距为0.8 m;当巷道顶板较破碎时,顶板布置2排锚杆和1排锚索,锚杆锚索的间排距均为0.8 m,锚索长度视巷道围岩稳定性情况而定。该方案可供类似矿山回采巷道有效支护提供可靠依据。     

富水围岩回采巷道锚杆支护技术研究

通过在某矿1408工作面回采巷道顶板现场钻孔抽水试验,确定钻孔单位涌水量为0.933 L/min,属于中等富水性含水层。结合围岩强度强化理论,确定了影响巷道围岩稳定性的因素。通过数值模拟,研究分析了所提出的5个支护方案在围岩含水条件下对锚杆支护效果的影响,最终确定巷道支护方案为锚网联合支护,顶锚杆长度2 400 mm,间排距0.65 m×0.9 m,并架设钢筋梯、铺金属网;帮锚杆长度1 800 mm,间排距1 m×0.9 m,铺金属网。     

巷道支护参数设计研究

为了确保对巷道进行有效支护,采用理论分析,得出锚索、锚杆的支护参数选择的范围,然后采用FLAC3D数值模拟软件,研究了不同锚杆直径,锚杆长度、锚杆间排距下的巷道围岩变形量进行了模拟分析,综合考虑最佳经济效益,顶板锚杆长度选择为2.4 m,帮部锚杆长度选择为2.0 m,得到帮部锚杆的支护间距为1 000 mm×1 200 mm。研究为今后巷道支护参数的确定提供了一种简便实用的技术方法。     

浅埋深近距离煤层回采巷道支护技术研究

以开拓煤业3#煤层为对象,采用数值模拟和井下试验的方法,对浅埋深近距离煤层回采巷道支护问题进行研究。通过地质力学测试得知:浅埋深近距离煤层回采巷道围岩仍是构造应力场,构造应力起主导作用。采用FLAC3D对比分析不同支护密度的支护效果,确定出合理的支护参数。研究表明:高预应力锚杆支护的间排距有一合理值;对于浅埋深近距离煤层回采巷道,锚杆支护间排距设为1.0 m较为合理。井下试验表明:巷道锚杆支护间排距设为1.0 m能保证巷道安全。     

采空区下巷道锚杆支护参数优化数值模拟分析

为研究采空区下布置巷道围岩的控制技术,以厚煤层采空区下布置的2311工作面巷道支护参数选择为背景,采用数值模拟技术,利用正交试验,建立了27组锚杆支护巷道围岩力学模型,分析了不同支护参数与巷道围岩变形之间的关系,确定了最优巷道锚杆支护参数方案。结果表明:基于极差分析,影响巷道顶底板变形的最大因素包括帮与顶锚杆间距、帮与顶锚杆排距,其中帮锚杆长度、帮锚杆间距、间排距等三个因素对巷道两帮的变形影响最大;基于灰色模糊理论,确定锚杆间排距0. 7 m、锚杆直径18 mm、顶锚杆长2. 6 m和帮锚杆长2. 4 m为最优支护参数方案。模拟结果为现场巷道围岩控制提供了理论基础。     

复杂顶板巷道锚杆锚索支护参数优化设计

针对复杂顶板巷道支护难、维修费用高等问题,根据原有支护参数的不足,采用FLAC^3D数值模拟软件,建立分析了复杂顶板巷道数值模型,采用单一变量实验方法,分别以顶板锚杆间排距、长度和帮部锚杆间排距、长度为研究对象,分析了顶板和帮部锚杆和锚索合理支护参数。研究为复杂顶板巷道锚杆锚索支护参数设计提供了理论基础。     

含软弱夹层煤巷支护改进方法研究

针对含软弱夹层煤巷支护不合理导致的巷道变形严重问题,文章采用理论分析、数值模拟与现场监测相结合的方法,对含软弱夹层煤巷支护改进方法进行了研究。结果表明：锚杆与锚索合理排距分别为1.2 m与3.6 m,煤柱帮及回采帮锚杆长度合理值分别为2.0 m和2.2 m;通过数值分析不同支护方案,优化后的支护参数对于巷道围岩稳定性控制效果最佳。针对含软弱夹层煤巷研究提出了“锚杆+锚索+金属网+钢带”联合支护方法,通过现场实践,巷道顶板下沉量、煤柱帮位移量及回采帮位移量分别降低57.5%、57.7%与55.9%,有效保证了含夹矸煤巷的稳定性。     

基于FLAC3D数值模拟的巷道围岩稳定性及支护参数设计研究

为了巷道支护设计的合理性,确保矿井的安全生产,采用理论分析和FLAC^3D数值模拟对巷道围岩稳定性进行分析,利用悬吊理论、压力拱理论对巷道的预紧力、间排距等支护参数进行了校核,得出锚索的支护强度满足支护要求;然后利用模拟分析,对不同的锚杆长度和排距进行分析,研究从围岩应力、巷道断面收缩率以及塑性区分布进行分析对比,研究得出,锚杆的最优长度为2.0 m,锚杆最优的排距为0.8 m,研究为类似地质条件下巷道的支护设计提供一定借鉴意义。     

特厚煤层综放开采沿空掘巷技术研究

针对砚北煤矿27 m特厚煤层综放开采沿空掘巷技术应用的难题,采用理论分析和数值模拟方法,研究了特厚煤层综放开采沿空掘巷可行性、沿空掘巷位置、小煤柱合理宽度以及锚杆支护参数。研究结果表明:特厚煤层综放开采沿空掘巷技术上可行,小煤柱护巷为最佳掘巷方式;小煤柱合理宽度为7.6 m。锚杆支护方案为:顶板每排7根长2.4 m锚杆,帮部每排4根长2.2 m锚杆,锚杆直径均为22 mm,排距为0.8 m,顶板采用锚索补强。该技术实施效果显著,有效地控制巷道围岩的位移和变形,保障了巷道安全稳定,满足回采期间的采动影响,极大地丰富和完善了采动巷道围岩控制理论与技术。     

深部动压巷道围岩控制技术研究

为了确保深部矿井巷道围岩的稳定性,根据理论和经验分析,煤矿巷道稳定性影响因素主要为巷道围岩性质、开采深度、采动影响剧烈程度、巷道与上部煤层间的垂距、巷道支护不合理等因素。采用采场远距离卸压保护技术、预应力锚索束技术和钻孔卸压联合主动支护技术,预防了浅部围岩变形和工字钢在锚索端部出现的弯曲变形,遏制了巷道底部浅部围岩的变形,确保了巷道的稳定性。     

深井高应力煤巷锚网索梯次支护技术研究与应用

针对车集煤矿2310工作面两巷的地质特征,分析了大埋深高应力煤巷围岩的变形力学性质,提出了采用长短锚索、锚杆梯次支护的方案并实施,通过巷道位移观测论证了该方案的可行性。现场监测结果表明,巷道围岩变形量较小,支护状况良好;2310工作面两巷采用锚网索梯次支护参数选择合理,证明了梯次支护技术的可行性。     

基于FLAC3D的深部巷道支护围岩稳定性研究

为了验证某煤矿巷道支护设计是否满足矿井支护要求,采用FLAC^3D数值模拟软件,研究了巷道周围煤岩体应力分布、巷道周围煤岩体塑性区分布、巷道周围围岩体变形规律以及巷道支护中锚杆、锚索轴向力分布。研究得出:巷道顶底板围岩变形为31 mm,巷道两帮变形量为22 mm,巷道右侧锚杆受力明显大于巷道左侧锚杆受力,巷道围岩出现失稳破坏。因此,在进行最终巷道设计时,应增加锚杆、锚索的抗拉强度及减少锚杆、锚索的间排距,从而达到巷道围岩的稳定性,保证矿井安全生产。     

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。     

1201-2回风顺槽采空区下合理错距及围岩控制技术研究

为保障近距离煤层采空区下1201^-2回风顺槽围岩的稳定,基于巷道赋存情况,采用FLAC^3D数值模拟软件进行巷道与上覆采空区合理错距的分析,通过对比分析不同错距下围岩应力和塑性区发育,确定合理错距为20 m。结合数值模拟结果及巷道地质条件,设计巷道采用注浆短锚索+锚杆支护方案,并进行围岩变形量的观测分析。结果表明,巷道掘进期间围岩变形量小,围岩处于稳定状态。     

巷道围岩松动圈探测及支护技术研究

合理的支护设计是保障巷道围岩稳定的前提,而煤矿巷道支护设计缺乏相关数据和理论的支撑,导致巷道支护设计不合理。针对采动巷道支护设计不合理的问题,以糯东煤矿二采区轨道下山为工程背景,采用钻孔成像仪对巷道围岩完整性进行观测,理论分析了钻孔成像仪的观测结果。结合围岩松动圈支护理论,得到了巷道围岩松动圈的发育范围,为糯东煤矿二采区轨道下山支护设计提供了依据,提出锚网喷加锚索加强支护的方案。实践表明,巷道支护效果良好,达到了预期的支护效果。     

复杂应力条件下不同锚杆支护的巷道稳定性

以金川集团三矿区1 110 m分段掘进巷道为工程背景,为解决巷道破坏严重、返修率高的难题,采用FLAC^3D数值模拟软件,对涨壳式中空预应力锚杆和全长砂浆锚杆的支护效果进行了数值分析,比较了2种锚杆支护在最大水平主应力与巷道轴线呈不同夹角或相同夹角、最大水平主应力大小不同等条件下的巷道变形、围岩应力场、塑性区以及应力集中系数的差异。通过与现场试验数据进行对比,发现采用涨壳式中空预应力锚杆支护的巷道,在控制巷道两帮位移方面,其效果要好于全长砂浆锚杆支护的巷道;采用了涨壳式预应力锚杆支护的巷道周边受力更加均衡,有利于巷道的长期稳定,能延长巷道的维修周期,降低巷道返修率。     

破碎围岩巷道注浆复合支护

由于巷道围岩破碎不稳定,支护的悬吊、组合拱、组合梁等作用不明显,原有的巷道支护方式—锚网喷支护,不能有效的控制围岩和对巷道进行有效的支护,巷道变形严重,通过对巷道围岩进行注浆处理,使巷道围岩相对稳定,从而使原有支护方式对巷道起到有效支护的作用。     

高应力厚硬顶板巷道支护优化与应用

为解决耿村矿高应力厚顶板回采巷道变形严重与维护难的问题,采用现场调查的方法研究了巷道围岩变形特征,采用理论分析的方法分析了巷道围岩变形的原因,提出了符合该矿高应力厚顶板巷道的“高预应力锚网喷+注浆+U型钢支架”的支护方案。高预应力锚网喷维护浅部围岩稳定并调动深部围岩承载能力,注浆封闭巷道围岩裂隙并增强巷道围岩整体稳定性,U型钢支架提高支护的承载能力。实践表明,优化方案对高应力厚顶板巷道围岩控制效果良好,保证了巷道的正常使用。