复杂条件下软岩煤层大断面巷道穿层施工支护工艺

石炭纪、二叠纪煤层相对侏罗纪煤层发育较晚,煤层夹杂的矸石以碳质泥岩及粉砂岩为主,煤层赋存条件差,顶板岩层结构差,相对破碎。大断面巷道在石炭纪、二叠纪煤层相邻煤层穿层施工时,经常出现顶板破碎、局部冒顶及大面积垮落现象,不仅加大了施工巷道的支护难度,降低了巷道支护质量及施工效率,而且极易发生煤矿顶板安全事故。以西山煤电集团屯兰矿12505顺槽巷穿层施工为例,分析了巷道穿层期间传统支护工艺的不足,并根据该矿顶板实际情况,对支护工艺进行了设计,提出了撞楔超前支护+注浆支护+棚式支护的联合支护工艺。实践表明,该支护工艺可满足巷道穿层支护需求,有效提高了软岩煤层稳定性,可供类似矿山巷道施工参考。     

巨厚复合顶煤特大断面全煤大巷支护技术

 通过分析前期辅运大巷支护体系及施工后存在的问题,总结类似大断面巷道变形破坏规律,认为大断面巷道由于其跨度比较大,顶板层厚不稳定,层理发育,分层之间粘结力小,巷道开挖后顶板极易离层和破裂,难以形成承载结构。据此特提出组合层支护的方法,通过锚杆支护层、锚索支护层及喷浆支护层的层内及层间组合达到理想的围岩控制效果。运用此理论进行锚杆支护设计并在现场进行试验,矿压监测结果表明此支护系统成功地控制了大断面煤巷围岩的强烈变形,保持了巷道的稳定。     

大断面软岩巷道耦合支护技术研究

针对高应力强膨胀节理化复合型软岩巷道难支护的特点和国内几种软岩巷道支护形式存在的问题,对大断面软岩巷道采用刚柔层桁架耦合支护技术,并对其特点、原理及其应用作了详细介绍。通过对第三系软岩大断面巷道的工程地质特征、变形破坏状况以及室内物化力学实验分析,采用刚柔层桁架支护先进技术,取得了良好的支护效果。随着采深的不断增加,刚柔层桁架支护技术有广阔的应用前景。     

预应力中空注浆锚索围岩控制研究

某矿原有的支护方式不能满足穿断层巷道的需求,在分析了原有巷道支护存在问题的前提下,针对西翼回风下山巷道进行巷道断面设计、巷道支护方式研究,最后确定采用中空注浆锚索结合锚杆支护技术,并对试验段进行支护效果考察。监测结果表明,注浆措施的采用在巷道围岩深部形成多层有效组合拱,对巷道围岩的稳定性有重大意义。     

深部穿层巷道非对称变形机理及控制对策研究

针对深部穿层巷道围岩非对称变形破坏特征,对其破坏机理及控制对策进行了数值分析和工程试验研究。结果表明,受埋深大、高地应力,特别是水平构造应力的影响,原支护下巷道围岩出现了非对称大变形破坏,穿层巷道断面与岩层倾向成钝角部位表现出最先破坏的关键部位特点;非对称破坏主要表现为围岩结构的非对称性影响下产生的不同岩层间的剪切滑移变形及高应力作用下的软弱岩层挤出变形等错位变形。结合现场工程地质条件,提出了锚网索+底角锚杆的非对称耦合支护对策,对关键部位进行了加强支护,有效地遏制了围岩的非对称变形,消除了巷道围岩的错位变形,提高了巷道围岩整体稳定性,现场应用效果良好。     

大断面软岩巷道耦合支护技术研究

针对高应力强膨胀节理化复合型软岩巷道难支护的特点和国内几种软岩巷道支护形式存在的问题，对大断面软岩巷道采用刚柔层桁架耦合支护技术，并对其特点、原理及其应用作了详细介绍。通过对第三系软岩大断面巷道的工程地质特征、变形破坏状况以及室内物化力学实验分析，采用刚柔层桁架支护先进技术，取得了良好的支护效果。随着采深的不断增加，刚柔层桁架支护技术有广阔的应用前景。     

深部高应力穿层巷道变形机制及支护技术研究

针对深部高应力穿层巷道围岩变形控制难题,采用理论分析和数值计算等方法,研究穿层巷道围岩变形破坏机制及支护技术。研究结果表明:1)穿层巷道变形破坏具有不均匀性、非对称性和支护体与围岩的不耦合性,巷道以剪切变形破坏为主,拉伸破坏较少,且拉伸破坏主要集中在巷道浅部围岩。2)穿层巷道处于单一软岩时,巷道变形破坏严重,稳定性差,穿层巷道塑性破坏区主要分布在软岩中,塑性破坏区域沿着交界面增加。3)建立穿层巷道稳定性分析模型,确定不同工况下穿层巷道稳定性等级,提出穿层巷道分区联合支护方案,有效控制巷道变形破坏,提高了穿层巷道的整体稳定性。     

基于FLAC3D的软岩穿层巷道非对称变形规律研究

为深入研究软岩层穿层巷道非对称变形规律,解决软岩层穿层巷道支护难题,采用FLAC^3D对五阳煤矿76.2号区段2号总回风巷巷道变形进行研究,发现不同岩性穿层巷道非对称变形规律有明显的不同,其中在以泥岩和砂质泥岩为主的穿层巷道中围岩变形较严重,且呈现出明显的非对称变形,而在以砂质泥岩和细粒石英砂岩为主的穿层巷道中围岩的非对称变形明显轻微。在此基础上,提出2种针对性支护方案,并对进行数值模拟研究,分析支护效果,为软岩层穿层巷道支护施工提供依据。     

基于正交试验的桁架锚索巷道支护参数研究

基于正交试验原理和计算机数值模拟方法的有机结合,优化设计大断面巷道预应力桁架锚索支护参数,并有效解决了新元公司大跨度厚层泥岩复合顶板煤巷支护难题。对正交试验结果进行回归分析并拟合得出回归关系式,从而对大断面巷道支护提供有价值的参考。     

煤矿下山掘进巷道穿煤施工技术

随着煤矿开采向深水平不断延伸,对大坡度下山掘进巷道的支护要求也越来越高,尤其是巷道遇松软破碎带、过断层、穿煤时,如何保证特殊地段巷道支护的稳定性逐渐成为一项重要的研究课题。以陈四楼煤矿-720 m辅助水平回风斜巷穿煤支护设计为例,根据煤层与巷道法线方向上的距离变化,采用全断面锚索+双层金属网支护技术,有效增强了下山掘进巷道穿煤施工期间顶板的稳定性。     

综放工作面巷道液压支护装置及支护方法研究

研究了综放工作面巷道液压支护装置及支护方法,包含有设置在巷道前端端头的液压支架Ⅰ、设置在巷道后端端头的液压支架Ⅱ、设置在液压支架Ⅰ和液压支架Ⅱ之间并且镶嵌在巷道底面中的支点联接装置。通过液压支架Ⅰ和液压支架Ⅱ对巷道进行支撑防护,通过支点联接装置,使液压支架Ⅰ和液压支架Ⅱ相互联接并且相互支撑,不再都是在各个作业面进行分别支护,提高了对巷道支护的可靠性。     

液压支架井下支护姿态监控系统的应用研究

四台矿井下液压支架在支护过程中存在着支护不稳定问题。本文提出了一种液压支架支护姿态监控系统,利用各种传感器设备实现对液压支架支护姿态的全方位监控并自动调节,实现了井下液压支架的无人值守。四台矿的实际应用表明,该系统具有监控准确性高、调节及时性好的优点,确保了液压支架支护状态的稳定性。     

综采工作面液压支架掩护梁更换技术实践

针对杨柳煤矿10414工作面液压支架掩护梁损坏情况,分析了支架掩护梁发生开焊、断裂等现象的影响因素,通过对整体换架、导硐抽架和滞后抽架3个换架方案进行比较,确定了采用滞后抽架快速更换液压支架掩护梁等大型部件,明确了换架的技术方案,详细介绍了采场准备情况、顶板支护铺网要求、推进要求和掩护梁支架更换过程。通过实践表明,此综采工作面换架方案可实现快速、安全、经济的液压支架掩护梁更换。     

基于真实煤层环境的液压支架运动虚拟仿真方法

为解决现有煤矿开采中液压支架无法根据井下煤层环境及时调整支护姿态的问题,提出了一种基于真实煤层环境的液压支架运动虚拟仿真方法。该方法在虚拟软件Unity 3D中基于真实煤层数据点直接生成顶底板煤层环境曲面,并结合液压支架模型对其进行物理组件的添加,实现了液压支架基于重力作用下对底板曲面的自适应贴合。通过对液压支架模型的运动学和煤层顶板曲面数据点的分析,确定出满足该顶板支护状态下的液压支架各部件角度信息值,在虚拟空间中预先实现液压支架对煤层环境运动姿态的调整。最后进行了试验,在试验中构建了煤层顶底板曲面模型,进行了液压支架在试验煤层情况下的支护姿态调整;同时在虚拟环境中生成相应的煤层顶底板曲面,并进行了虚拟环境中液压支架姿态的调整。试验结果表明,利用虚拟软件Unity 3D实现基于煤层环境的液压支架运动参数变化与实际液压支架运动参数变化基本相同。本方法为实现液压支架对围岩煤层环境的自适应调整提供了思路参考和应用实践。     

超千米深井大巷多维联合支护技术

针对千米深井地压大、支护难以单一利用锚网支护解决这一难题,在详细分析邢东矿千米深井支护现存问题的基础上,对如何充分发挥锚网支护、环形支架和水泥注浆等支护技术优点和提高支护效果进行了研究,提出了多维联合支护技术,采用锚网梁支护配合U型钢环形支架、喷浆和巷道壁后注浆,使巷道支护体可以形成一个多层有效组合拱,达到提高围岩强度、改善锚网梁支护的综合效果。围岩平均变形速度由之前的2.9 mm/d降低到0.6 mm/d,大幅减少了巷道维修量,支护效果良好。     

程村矿井巷硐支护技术

为了对复杂地质条件下高应力软岩巷硐进行支护控制,对影响巷硐稳定性的因素进行了分析。提出了支护的控制原则,在此基础上给出了以“锚、喷、网”支护为主,以锚索、注浆支护为辅的支护方案。实践证明支护效果较理想。     

某软土基坑土钉墙喷锚支护工程实例

该文介绍了已竣工的某软土基坑的支护设计、支护过程、支护措施及支护效果。基坑采用土钉墙喷锚支防方法进行支护 ,支护工作完成后 ,基坑壁变形小 ,并由此得出土钉墙喷锚支护方法可以在软土地区基坑支护中应用的结论。     

复杂膨胀性围岩条件下交岔点支护技术研究

针对复杂膨胀性围岩条件下交岔点高应力集中区围岩稳定性控制和支护技术难题,通过对交岔点围岩变形表现形式、交岔点围岩变形机理的研究分析,提出了交岔点支护难点及重点。基于围岩控制理论分析,提出了“有限让压的柔性支护+全断面封闭抗压的刚性支护技术”,前期柔性支护采用“高强、高预应力锚杆+锚索+喷浆”联合支护有限度控制围岩变形,允许围岩在可控范围内释放围岩应力|后期通过架设异形支架与支撑架组成的联合支护体并喷射混凝土对交岔点围岩进行全断面封闭抗压支护,有效控制巷道交岔点围岩的变形。确保了交岔点围岩变形的整体可控性、稳定性,达到了预期支护效果。     

软弱岩层中大断面硐室施工与支护技术研究

针对姑山铁矿和睦山矿区-300m水平井底车场中央变电所硐室围岩具有松散、软弱和破碎的特点,以软岩巷道支护理论为基础,提出了大断面硐室合理的支护结构与施工方法,简要分析了实现硐室稳定的支护机理,提出初次支护采用锚网喷与低预应力锚索支护,而二次支护采用锚注全断面支护,形成复合锚固支护结构,给出了硐室结构的具体支护参数和施工工艺。应用和现场监测结果表明,由初次锚网喷与锚索和二次锚注组成的复合支护结构满足了软岩地层中大断面硐室的支护要求,取得较好的技术与经济效果。     

“两硬”围岩作用下工作面液压支架工作阻力监测研究

以某矿工程实际为背景,对“两硬”围岩作用下初采阶段、回采阶段、末采阶段,工作面液压支架的初撑力、工作阻力进行监测。通过分析发现,在初采阶段液压支架的初撑力最小,随着回采初撑力逐渐增大,在末采阶段初撑力达到最大1 696.7 kN,达到额定初撑力的55.05%;在初采阶段,工作面机头支架末阻力并不是很大,支架末阻力值主要集中分布在1 000~2 500 kN;在回采阶段,工作面机头支架循环末阻力值表现出了较为标准的正态分布形式,而其他支架末阻力则表现出了偏向高阻力区间的偏正态分布形式,同时工作面支架末阻力整体表现出了中部最大、机尾次之、机头最小的特征;在末采阶段,工作面支架阻力呈现出了分布变化无规律的情况,工作面支架末阻力整体表现出了偏高现象。