基于自然平衡拱的巷道锚杆锚索支护参数优化与应用

针对色连一号煤矿4-1煤8107工作面煤层采高大及回采巷道易片帮的问题,结合该工作面回采巷道实际地质情况,提出采用锚杆锚索联合支护技术,基于自然平衡拱理论对支护参数进行计算,确定相应的支护方案,并在回采过程中现场监测顶板及两帮位移变化量。结果显示：回采过程中顶板最大沉降量为19.8 mm,两帮最大收敛量为26 mm,围岩基本处于稳定状态,验证了该回采巷道锚杆锚索联合支护方案的合理性和安全性。     

长沟峪煤矿矿压监测与结果分析

通过在长沟峪煤矿回采巷道设置顶板离层监测仪、巷道围岩表面收敛测量基点及锚杆锚固力动态监测仪等矿压观测仪器,观测巷道的顶板离层量、表面收敛量及锚杆锚索锚固力等巷道矿压显现的特征值,并利用观测结果对不同支护形式下的变形情况进行数值模拟分析,论证现行锚杆锚索支护的可行性,及在煤壁破碎的情况下采用注浆锚杆的必要性,为该矿以后的支护设计优化提供一定的技术参考和技术参数[1]。     

深井泥岩顶板回采巷道破坏特征及支护设计

深井泥岩顶板回采巷道围岩变形量大、支护困难。通过对在古汉山矿15采区原支护方案回采巷道变形破坏分析,采用现场实测与数值分析方法对其围岩的收敛特点进行了对比,提出了预留断面强力锚杆-锚索协调支护技术,并对设计方案进行工业性试验与数据监测。结果表明:顶板泥岩的膨胀及高应力环境是巷道围岩失稳的主要原因,巷道呈凸出式收敛,四角成应力集中区,采用设计方案后,围岩顶板离层量小于50 mm,巷道围岩收敛量小于250 mm,巷道围岩稳定,支护效果显著。     

长距离锚杆索支护煤巷在线围岩观测系统的应用

锚杆（索）支护掘进巷道一般采用每50 m设置围岩变形观测站和顶板离层观测站的方式进行围岩变形量、顶板离层量矿压观测,观测效率和准确性不高,尤其是长距离巷道人工矿压观测劳动强度大,差错率高。为降低长距离锚杆（索）支护巷道人工矿压观测强度,提高矿压观测效率和准确性,及时发现顶板离层量、离层速率等关键参数变化,防范顶板事故发生。陕西黄陵二号煤矿418工作面胶带巷采用在线围岩观测系统对巷道表面收敛、顶板离层、锚杆（索）受力等情况进行实时在线监测。依据监测数据分析巷道围岩变化情况,及时优化支护参数,采取可靠的顶板加固措施,有效防止了顶板事故发生。     

大断面复合顶板回采巷道锚网支护技术

针对某煤矿大断面复合顶板回采巷道具体地质条件,采用理论分析和现场实践相结合的方法,对大断面复合顶板巷道支护方式进行了研究分析。理论分析得出,增大支护阻力Pb,可以控制巷道围岩塑性区的发展,而肩部和底角是巷道受力大、最容易破坏的位置。计算得出,巷道围岩最大破坏范围最大为1.39 m,结合现场实际确定顶板锚杆采用Ф20 mm的螺纹钢锚杆,长度为2.5 m,间排距为1 000 mm×900 mm。现场实测得出,工作面巷道顶底板移近量累积最大为108 mm,两帮移近量累积最大为98 mm,巷道顶板最大离层量为55 mm,支护效果良好,研究成果可为其他矿区大断面复合顶板煤层开采提供依据。     

某矿41盘区运输大巷支护方案优化

分析了某煤矿41盘区运输大巷的围岩特征,讨论了该巷道原有支护方案存在的问题。在此基础上,根据该盘区运输大巷围岩变形及松动圈演化规律,针对巷道顶板、两帮、底板变形特征分别对原支护方案进行了优化。在41盘区运输大巷试验段布置了2个综合监测断面和2个松动圈窥视断面,对巷道变形及锚杆(索)受力情况进行了监测。研究表明:(1)顶板离层量最大值为7.3 mm,表明顶板锚杆能够发挥支护作用,深部围岩完整性较好,未产生裂隙和离层;(2)顶板下沉量最大值为1.86 mm,两帮收敛量为13.1 mm,两帮收敛量大于顶板下沉量,说明巷道两帮锚杆支护优化后,对顶板变形的控制效果优于两帮;(3)锚杆受力最大值为25.65 k N,锚索受力最大值为32.4 k N,锚杆和锚索受力均未超过各自允许的抗拉强度。上述研究反应出,采用所提方案对该矿41盘区运输大巷进行支护后,巷道变形得到了有效控制。     

基于矿压监测的浅埋临空巷道煤柱稳定性研究

为保证下阶段将采11603工作面的正常回采,以及为下个工作面回采巷道的支护优化、护巷煤柱的留设宽度合理性提供理论依据,现场采用矿压观测手段对正在回采的11602工作面巷道布置的4个测站进行实时监测,监测内容包括本工作面不同回采阶段下的顶板离层量、巷帮围岩应力变化以及锚杆索的受力状况.结果表明:巷道围岩位移变化情况及围岩...     

大断面矩形巷道支护参数设计研究

文章针对坚硬顶板下矩形巷道断面加大后的围岩稳定性控制问题,对未支护过的大断面矩形巷道进行锚杆支护设计,介绍了扁椭圆巷道围岩破坏范围的计算方法,并对大断面矩形巷道的锚杆锚索联合支护进行计算设计,采用数值模拟探究支护后的巷道围岩变形情况,最后对巷道的围岩变形及变形速率进行现场长周期监测。数值模拟结果显示,围岩应力主要集中于顶板左右边角处。巷道围岩最大主应力和水平应力均在锚杆承力范围内。现场监测结果显示,锚杆支护后,围岩顶板最大位移158mm,两帮最大位移61mm。围岩变形相对大断面较小,并在检测周期结束时,围岩几乎不再变形。文章介绍了坚硬顶板大断面巷道锚杆支护计算方法,并通过数值模拟和现场监测验证了支护效果,可对相关巷道断面扩大围岩支护工程提供一定经验。     

大断面厚层复合顶板煤巷帮顶协同支护技术

为解决陈四楼煤矿2513胶带顺槽大断面厚层复合顶板煤巷支护困难的问题,分析了巷道的围岩稳定性,得出了顶板运移过程可分为层间滑移、挠曲离层、失稳冒落3个阶段,而帮部稳定性的决定因素为极限应力平衡区的宽度。根据围岩情况,采用了以顶板锚杆索阶梯式支护技术和帮部走向锚索梁支护技术为核心的协同控制技术。观测表明:顶板最大下沉量为73 mm,两帮最大移近量为147 mm,2 m基点离层量为19 mm,6 m基点离层值为33 mm,有效控制了巷道围岩,巷道维护满足生产需要。     

3206孤岛工作面巷道支护设计应用

王坡煤矿3206工作面为孤岛工作面,回采巷道支护难度大,提出采用锚杆(索)+钢筋网的支护方案.通过现场试验,支护方案可行,巷道围岩变形量不大,顶板无离层风险,锚杆(索)支护状态良好.     

离层破碎顶板回采巷道锚网索联合支护技术研究

针对某矿回采巷道顶板离层破碎的特点,在对比分析了架棚支护与锚杆支护优缺点的基础上,提出了采用锚杆支护的方式控制围岩变形。结合理论分析、数值计算等方法确定了回采巷道锚网索联合支护参数,即锚杆间排距800 mm×800 mm,锚索间排距2 000 mm×1 600 mm,长度8 000 mm,五花布置。采用该支护方案后巷道围岩变形情况为:顶底板移近量最大为260 mm,两帮移近量最大为220 mm,顶板离层量最大为18 mm。表明该方案能有效控制巷道围岩变形,可为其他地质条件类似的矿井提供借鉴。     

回采巷道锚杆支护状态观测研究

通过顶板离层、巷道表面位移观测以及锚杆锚固力的动态监测 ,分析了巷道围岩的稳定状态及其与锚杆支护参数、支护质量之间的关系 ,提出了锚杆支护巷道锚固力变化的三阶段。为巷道锚杆支护质量评价和进一步完善回采巷道设计提供了科学依据     

矩形巷道全长锚固锚杆力学模型分析及设计

煤矿开拓大量采用矩形巷道,传统锚杆设计方法通过将矩形巷道等效为圆形巷道对围岩变形进行分析进而确定支护参数,但圆形巷道围岩变形规律与矩形巷道不同,使得锚杆支护设计产生较大误差。依据陕西神木柠条塔煤矿S12001工作面运输巷顶板变形监测结果,建立顶板梁模型,根据弹塑性理论,推导出矩形巷道顶板下沉变形计算式,进一步对全长锚杆进行受力分析并提出其设计方法。研究结果表明:巷道顶板表面跨中部位竖向变形最大,向岩体内部以及巷道两帮逐渐减小;锚杆上剪应力以中性点为界,锚杆两端剪应力方向相反,最大剪应力在靠近巷道一端,锚杆轴向拉应力在中性点处最大,锚杆两端为0。通过对S12001工作面运输巷顶板进行支护设计,经计算发现各支护参数均符合生产要求,将理论计算的顶板围岩变形量与现场监测结果进行对比,对模型可靠性进行了验证。     

大倾角煤层回采巷道支护方案矿压监测研究

设计东翼采区10#煤回采巷道的支护方案为锚杆、锚索加金属网形式。针对设计的巷道支护方案,该巷道内共设置4个观测断面,监测锚索锚固力、锚杆锚固力、表面位移量和顶板离层。经过矿压观测数据的分析,说明该支护方案所选择的支护形式和支护参数都是合理的,巷道围岩得到了有效控制,满足工作面正常回采工作的要求。     

工作面回采巷道底鼓围岩控制技术研究与应用

针对5-2011回风巷在回采过程中巷道两帮变形、底鼓严重等问题,提出了采用加强顶板和两帮支护强度及对底部采用底板锚杆和注浆锚杆支护方案。经过现场监测和实践表明:底鼓量最大可达80 mm,两帮收敛量最大可到170 mm,分别为原支护下围岩底鼓和两帮变形量的5.7%和22.8%,支护效果显著,能够满足矿井正常安全生产要求。     

二次扰动下大变形煤巷复合支护技术优化研究

为有效治理王坡煤矿生产过程中工作面巷道变形带来的安全隐患,选取王坡煤矿3209工作面回风巷为研究对象,采用现场调研、理论分析和现场监测相结合的方法对巷道支护技术方案进行优化研究,分析了3209工作面回风巷矿压显现剧烈、围岩变形大的诱因,提出高压注浆配合强力锚索支护的复合支护技术方案,通过现场应用对支护效果进行检验。结果表明:优化支护巷道围岩整体完整,破碎离层区较小;优化支护巷道两帮相对移近最大值为54mm,优化支护顶板最大离层量为19mm,优化后的围岩变形与顶板下沉距离较小,有效控制巷道变形,优化支护技术方案护巷效果显著。     

二2煤层回采巷道支护方式及参数优化研究

针对回采巷道在掘进与回采过程中由高地应力、剧烈扰动带来的支护和维护问题。以新庄矿-600 m水平的回采巷道为工程背景,通过现场实测巷道最大松动圈对巷道围岩稳定性进行分类,依据分类结果对巷道支护方式进行设计;采用FLAC_^3D在同等地质条件下对该方案进行模拟,分析确定合理的支护方式和支护参数;通过现场试验进行验证最终支护方案支护效果。研究结果表明：(1)采用全锚方式的巷道表面位移量明显的比端锚要小,而加钢带之后巷道变形量变化较小,考虑安全因素,巷道的支护方式选取全锚＋钢带＋锚网支护最合适;考虑经济因素,选取锚杆间排距800×800 mm最合适;(2)通过现场应用并进行观测表明,巷道顶板离层量很小整体性较好,支护效果较好。     

近距离煤层回采巷道合理位置确定应用研究

为了确定近距离煤层回采巷道合理位置,采用物理力学参数试验分析巷道围岩特性,得到了煤、直接顶、直接底的工作面围岩强度参数。基于此,进行了理论分析、数值模拟和现场试验,研究了近距离煤层回采巷道合理位置。研究得出,根据数值模拟和理论分析,将己16-17-31020运输巷布置方式确定为外错式;把己16-17-31020运输巷布置在己15-31040采空区的下方,其巷道距上覆遗留煤柱边缘水平距离为25 m。顶板采用高强度预应力锚杆和高强度高预紧力锚索,帮部锚杆采用高强度预应力锚杆,对其进行围岩变形量观测和顶板离层监测。巷道顶底板最大移近量为57 mm,两帮最大收敛量为104 mm;巷道深部最大离层量为11 mm,浅部最大离层量为10 mm。在大平距外错的布置方式下,巷道的支护难度低、应力环境小、控制效果好。研究有效解决了巷道大变形、高应力问题。     

六家煤矿运输巷道矿压观测与数据分析

通过在六家煤矿北翼辅助运输大巷中所设置的巷道顶板顶离层监测仪、巷道围岩表面收敛测量基点及锚杆锚固力动态监测仪等矿压观测仪器,观测该巷道的顶板离层量、表面收敛量及锚杆锚索锚固力这些巷道矿压显现的特征值,并对观测结果进行分析,以检验锚网索这种支护形式在该围岩条件下的适应性,检验该支护参数设计是否合理,为该矿以后的支护设计优化提供一定的技术参考和技术参数[1].     

工作面淋涌水破碎顶板煤巷支护技术研究

针对团柏煤矿10-110工作面淋水破碎顶板支护困难的问题,通过对该工作面煤层及顶板进行物理力学试验,研究煤岩体物理力学特性,提出锚网索支护方法,确定了锚杆排距、锚杆长度、锚索排距和锚索长度等支护参数,通过现场应用及监测表明,巷道断面收敛率很小,两帮移近量最大不超过132 mm,顶板下沉量最大不超过192 mm,巷道围岩控制效果较好。