兴安煤矿深部高应力强膨胀型软岩巷道支护对策研究

随着矿井开采深度的增加,地质环境趋于复杂,使得深部软岩巷道支护十分困难,高应力强膨胀型软岩巷道的支护难度尤为突出.结合鹤岗矿务局兴安矿四水平新副井井筒与马头门工程实例,分析了深部中生代高应力强膨胀型软岩巷道的破坏特征,提出了锚网索喷+底角锚杆+柔层桁架耦合支护技术,分析了其在深部中生代高应力强膨胀型软岩巷道支护中的可适用性,并在工程中得到了验证.     

深部软岩高强稳定型支护技术应用研究

郑煤集团公司超化煤矿已进入矿井深部开采,由于煤层埋藏深,围岩压力大,巷道变形严重.分析了深部大断面软岩巷道的变形破坏特征,提出了符合矿井实际的“一次高强预应力锚网支护,二次承载结构补偿”的联合支护技术.采用该技术对巷道进行支护,有效遏制了深部软岩巷道变形,缓解了矿井采掘接替紧张的局面.     

软岩巷道变形机理及支护技术

随着矿井开采深度增加,地质条件越来越复杂,软岩巷道支护问题成为一个难题。因此分析软岩巷道的各类破坏变形原因,提出有效支护方案是必要的。笔者通过探究软岩巷道变形机理,提出多种软岩巷道支护方式。     

浅谈软岩巷道支护的限制条件

随着矿井开采深度的加大,软岩巷道的数量不断增加.本文将从软岩的分类、软岩的软化方式、力学特性等方面来论述软岩巷道支护的限制条件.     

深部巷道锚注支护技术应用

锚注支护既加固了围岩,又给锚杆提供了可靠的着力基础,使围岩强度和承载能力得到显著提高,巷道变形量明显降低,锚注支护可以较好地解决深部软岩巷道的支护问题。锚注支护技术的应用解决了高应力软岩巷道的支护问题。根据四水平中央石门返修巷道锚注支护的支护效果可以看出,锚注支护技术适合矿井深部软岩巷道的支护和治理。     

深部开采软岩巷道耦合支护数值模拟研究

煤矿软岩巷道工程支护,尤其是深部高应力软岩巷道支护,一直是矿业工程难点问题之一。为了解决深部煤矿软岩巷道易变形,支护难度大等问题,通过对深部煤矿开采软岩巷道的变形破坏机理的研究结合现场施工情况,借助数值模拟软件FLAC~(3D)模拟巷道无支护以及锚杆锚索锚网砌碹联合支护巷道变形破坏情况,得出在锚杆锚索锚网砌碹联合支护的作用下巷道顶底板以及两帮的变形量明显变小,可以很好地控制软岩巷道的变形。结果表明:锚杆锚索锚网砌碹联合支护对于解决煤矿软岩巷道支护具有良好的效果。     

超千米深井复杂地层硐室与巷道支护技术研究

在矿井软岩巷道治理中,将锚注联合支护技术应用于千米埋深高应力软岩巷道,解决了高应力深埋软岩巷道的支护问题,是千米埋深高应力软岩巷道支护中的一大突破,具有一定的借鉴意义。     

大变形软岩巷道耦合支护设计与应用

软岩巷道支护是矿山生产建设的重要问题之一,支护成功与否影响着矿井生产和安全。随着矿井开采深度的加大,软岩巷道数量不断增加。论文对软岩巷道的顶、帮、底耦合支护构件分别进行承载模拟和力学计算,探讨大变形高膨胀性软岩巷道耦合支护的设计与应用,取得了较好的技术经济效果,具有一定的推广价值。     

高应力软岩巷道支护压力及变形破坏机理的研究

随着矿山采深加大,深部高应力软岩巷道初期来压快,变形量大,软岩巷道自稳能力很差,如不加控制很快就会发生岩块冒落、巷道破坏.使用不适应软岩大变形特点的刚性架,也将很快被压坏,所以能否解决好软岩巷道的支护等问题,是煤炭开采向纵深发展和安全生产的关键问题之一.     

软岩巷道施工维修中支护方式的选择

通过软岩巷道的受力分析,提出合理选择软岩巷道施工维修支护方式,可以减小软岩巷道损坏给矿井生产带来的不安全因素,从而确保矿井安全生产。     

深井软岩准备巷道中交岔点支护形式

通过与原有支护形式和使用效果的对比分析,阐明了全封闭 U 型钢支架壁后充填支护形式在小康矿深井软岩巷道交岔点支护中使用的适应性和良好的效益,并简述了这种支护形式的施工工艺。     

煤矿软岩巷道工程支护的研究现状与展望

煤矿软岩巷道工程支护,尤其是深部高应力软岩巷道支护,一直是矿业工程难点问题之一。随着矿井开采规模的增大和开采深度的不断加大,软岩巷道的支护与维护问题显得越来越突出,软岩问题愈趋严重,直接影响煤矿安全高效生产。软岩巷道支护问题的研究得到了国内外有关学者的高度关注,经过国内外专家大量的理论研究、现场试验与测试、实验室实验等手段,在软岩巷道工程支护理论和支护技术方面取得了大量的研究成果。在分析和总结煤矿软岩巷道支护常用支护技术的基础上,提出高强度锚杆、锚注支护及联合支护将成为软岩巷道支护新的发展形式。     

影响深部巷道稳定性因素分析

深井巷道围岩随着开采深度的增加其稳定性也发生了变化。文中进行了深井巷道围岩稳定性的分析,认为影响深井巷道围岩稳定性的3个主要因素是围岩性质、采深和支承压力,得到了根据围岩性质、采深和支撑压力来控制巷道稳定性的结论。     

深部围岩稳定性影响因素研究

深井巷道围岩随着开采深度的增加其稳定性也发生了变化。通过对深井巷道围岩稳定性的分析,认为影响深井巷道围岩稳定性的3个主要因素是围岩性质、采深和支承压力,得到了根据围岩性质、采深和支撑压力来控制巷道稳定性的结论。     

基于流变试验的软岩巷道变形破坏机理分析及支护技术

软岩巷道变形破坏是煤矿深部开采软岩巷道支护的重大灾害之一。基于刘庄矿区深部泥岩现场三轴流变试验和数值模拟,对软岩巷道变形破坏机理及支护技术进行了分析,采用最小二乘法中的阻尼最小二乘法(Marquardt法)逐次线性化的间接方法,利用非线性流变力学模型,拟合得到泥岩蠕变本构方程,分析得出刘庄矿区深部软岩巷道的合理支护方式：(1)采用反底拱和全封闭的施工方式,减小巷道的维修工作量;(2)顺层掘进的重要峒室,其锚杆的方位应尽可能和层面垂直,将弱面串联成一体;(3)底板锚注控制底板大变形。     

软岩巷道采用锚网喷与O型拱联合支护分析

正令煤业大巷为深部软岩巷道,围岩松散破碎.在分析了软岩巷道失修的原因,并根据软岩岩层的特殊性,对软岩巷道采用一般支护比较困难的情况下,进行锚网索喷与O型拱联合支护的可行性研究,从而找到适于软岩巷道支护的方式,解决了软岩巷道支护困难的难题.试验表明,该技术支护效果良好,并取得可观的经济效益.     

深部软岩巷道开挖变形影响因素的数值分析

根据深部软岩巷道变形力学机理,采用不连续变形分析(DDA)软件对影响巷道开挖变形的岩体力学因素,包括地应力、围岩破裂面倾角、围岩块体弹性模量、围岩块体泊松比、围岩破裂面黏结力、围岩破裂面内摩擦角、围岩破裂面抗拉强度变化引起围岩变形位移的规律进行数值模拟研究分析。结果表明地应力是影响围岩变形的最重要因素,影响围岩变形的诸多因素指标存在临界值,得出了影响围岩变形位移的围岩特性因素重要性顺序,提出深部软岩巷道围岩控制的关键在于及时加固围岩以提高其残余强度,优化支护形式,在围岩中形成关键承载结构以阻止变形区的扩展。     

深部岩体大变形规律:金川二矿巷道变形与破坏现场综合观测研究

针对深部高应力下硐室和巷道时效大变形问题,重点开展了金川二矿深部巷道大变形破坏调查、多手段原位综合观察、大变形灾害安全管理标准等方面研究工作。首先针对不同围岩支护类型下大变形巷道破坏问题,从破坏表现形式的角度总结提炼了金川二矿巷道10种典型变形破坏模式并阐明其形成机制;进而依托1 150 m水平大巷的大变形试验研究段,采用巷道表面的三维激光扫描测量、岩体内部开裂的钻孔摄像观测、围岩不同深度变形的位移计自动量测相结合的方式,揭示了深部巷道表面变形的空间非对称性、围岩内部浅层与深层变形的非均匀性、时效变形增长的跳跃递进性等不同于浅部岩体变形特点和破坏方式的新特征,表明了金川二矿碎裂围岩时效大变形本质是高应力下巷道开挖诱发表层围岩开裂,并在重分布应力驱动下围岩开裂深度逐步向深部转移进而导致巷道围岩自身承载性能逐步劣化的机制,从而表现出持续的时效大变形;最后提出基于功能失效和结构失稳原则的深部巷道大变形安全管理标准,并在现场反馈分析与应用实践基础上总结出了控制二矿深部巷道变形灾害的"双层喷锚网+锚注"和"喷锚网注+单筋砼"复合支护技术,充分利用喷网混凝土的表面柔性支撑与围压效应、锚杆对围岩内部的抑制开裂效应、水泥浆的充填并粘合开裂缝效应、钢筋混凝土的强刚性抗压和恢复围压效应等组合功能,从而形成一种"由表及里、表里结合"改善围岩受力状态、重构围岩承载圈的支护理念。     

深部软岩巷道高预应力增阻大变形锚杆研究及工程应用

为解决深部软岩巷道大变形、返修率高等问题,在前人研究基础上研发了一种新型高预应力增阻大变形锚杆,该新型锚杆主要由托盘、夹片、杆体1、杆体2、连接套、锥形套、滑移套管等组成,可以施加不低于120 kN的高预应力,让压点可控为180~240 kN,变形量可在150~1 000 mm内灵活调节,锚杆的破断力可达到350 kN左右,且在变形的过程当中能保持较高的渐增支护阻力;室内静力拉伸特性试验结果表明,该新型锚杆与传统锚杆相比,具有“先抗后让再抗,防断增阻”的优良特性;为进一步研究新型锚杆的力学支护机理,在建立该锚杆杆体轴向力学特性曲线的基础上,采用Fish 语言编程对FLAC3D数值模拟软件CABLE单元进行了相应二次开发,数值试验获得的试验结果与室内试验结果基本完全一致,高精度模拟了大变形锚杆的轴向拉伸力学行为;典型深部大变形软岩巷道-金阳煤矿-500 m疏水巷变形机制研究表明,围岩强度低、地应力高以及锚杆初始预应力低是导致其变形的主要因素,采用传统等强螺纹钢锚杆支护已经无法解决三者之间的突出矛盾,必须设法加强支护强度降低围岩的变形速率,同时提高支护构件适应围岩大变形的能力,才能保持巷道围岩的稳定;为验证该新型锚杆的支护效果,提出了以该新型高预应力增阻大变形锚杆为核心的新“锚网喷”支护技术,数值模拟及现场监测结果表明,该支护方案可有效提高锚杆受力状态,降低围岩变形量,与原支护方案相比,围岩最终变形量减少了近60%,取得了良好的支护效果,具有重要的推广应用价值。     

软岩巷道支护设计

梨树煤矿建矿以来一直受软岩困扰。该矿通过对软岩巷道岩性的分析,以采面上、下巷为主,应用悬吊理论与组合梁理论,设计锚、网、索、钢带的联合支护方式,有效地控制变形、片帮,为矿井安全有效地管理软岩巷道提供了科学依据。