复杂地质条件下巷道围岩控制技术探讨

保证复杂地质条件下的巷道稳定性是矿山围岩控制的难点,总结发现复杂地质条件下巷道围岩变形有初期来压快、变形大,易发生冒顶、片帮、底鼓等现象,给出了复杂地质条件下巷道支护的一般对策。以西山煤电下属某煤矿复杂地质条件下巷道为例,分析了其变性破坏的原因,并给出了针对性的支护优化措施,取得了良好的支护效果,对类似矿井巷道支护设计具有借鉴意义。     

破碎围岩下大断面运输巷道加强支护技术研究

为了解决破碎围岩大断面巷道支护的难题,以西山马兰矿南五下组煤辅助运输下山为研究对象,采用CQJG3型超高强度加固堵水材料实现对破碎围岩条件下巷道顶板的粘结加固作用,使破碎顶板有机粘结在一起,形成一个有机整体。现场应用结果表明,该支护技术有效解决了破碎围岩下大断面运输巷道施工、维护等难题,控制了巷道围岩变形,效果显著。该种支护方式为该矿井其他区域巷道支护提供一定借鉴意义。     

倒梯形大断面巷道设计与支护技术

随着矿井的不断开采,采场条件日趋复杂,带来应力集中、围岩变形量大等大量问题,严重制约着矿井的高产、高效。针对东滩煤矿含夹矸厚煤层综放工作面围岩地质条件,分析了原断面设计及支护方案的不足,提出了1种新的倒梯形大断面巷道形式,并设计了相应的支护参数。现场实践与测试表明:确定的巷道形状及支护参数能满足生产和安全需要。     

深井高应力软岩巷道的支护实践

通过对白集煤矿深部巷道围岩的破坏规律与岩性分析,根据巷道支护原理,提出巷道围岩卸压后采用锚网索喷支护+注浆加固进行二次支护,有效地控制了复杂地质条件下深井巷道的围岩变形,为矿井的安全生产创造了条件。     

杜儿坪矿锚杆托板结构优化及推广应用

针对西山煤电集团公司杜儿坪矿井下复杂困难巷道围岩大变形,支护构件破坏严重,巷道支护效果不佳的现状,分析评价了现有托板存在结构不合理、预紧力矩转化效果差、承载力不足等问题,严重影响了巷道支护的整体效果。通过对现有托板及附件的合理优化,在托板厚度由14mm降为10mm的情况下托板的承载力提高了92.5%,锚杆预紧力在相同预紧力矩情况下提高了70%左右。通过井下工业性试验证明,井下支护构件破坏情况明显改善,巷道支护效果得到显著提高。     

深井硐室锚注支护试验研究

深部矿井大型硐室因受到地应力大、支护条件复杂的影响,从而增加了支护难度,采用锚注支护技术加强巷道支护强度,增强巷道围岩的承载能力。     

复杂地质条件下掘进巷道支护参数优化研究及应用

针对韩家洼煤矿22205轨道顺槽掘进过复杂地质构造区域时巷道围岩变形大、支护困难的问题,提出采用“超前钢管临时支护+预应力长短锚索”的联合支护技术。现场实践结果表明:采用优化支护方案后,复杂地质条件下掘进巷道围岩变形明显减小,变形速度也得到了有效控制,确保了矿井安全高效生产。     

软岩巷道支护新技术在燕家河煤矿的应用

燕家河煤矿地质条件复杂,该矿总回风巷松软、破碎、复杂围岩条件下巷道底臌难以治理的问题长期未能解决。文中提出了底板全长预应力锚索与化学注浆联合支护解决方案,在实践中做到了一次支护就能有效控制围岩变形,避免巷道的反复整修。实现了软岩困难巷道防治底臌技术的突破,为矿井高效安全生产提供了可靠的技术手段。     

深井油页岩伴生条件下第三系煤层巷道围岩控制技术研究与应用

为解决深井油页岩伴生条件下第三系煤层巷道围岩节理裂隙发育、煤岩体强度低、围岩初期变形量大且长期蠕变的支护难题,针对矿井煤系地层断层数量多落差大、地应力水平高、巷道频繁穿越不同岩层等复杂地质条件,在系统地质力学测试、围岩可锚性试验、断面形式与支护参数选取原则确定的基础上,采用"强力锚网喷支护与破碎围岩注浆加固于一体"的围岩控制方法,实现了对深井油页岩伴生条件下巷道围岩的有效控制,改变了传统深部复杂巷道变形持续时间长、变形量大、维护难度高的特征,显著改善了巷道围岩控制效果。     

复杂地质条件下的掘进支护技术及应用

本文基于常村矿的复杂地质条件下巷道掘进围岩变形大、掘进效率低的问题,提出了在复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术。基于该掘进支护技术,保证了复杂地质条件下的作业安全,提高了矿井的产能。     

深部高应力巷道围岩力学特征及稳定性控制技术

针对九龙煤矿-890m进风行人大巷复杂的工程地质情况,巷道断面较大且高应力作用显著,现已发生严重变形破坏。通过FLAC3D数值模拟对巷道围岩的力学特征进行定量分析,获得深部高应力巷道应力、应变演化特征,结合巷道周边围岩的成分分析、力学实验结果,基于FLAC3D对比优化深部高应力巷道联合支护方案,探究支护结构、支护参数的可靠性,提出以锚杆、锚索为核心的锚网索喷联合支护方案。在巷道开挖后进行矿压观测,进一步验证支护方案以及数值模拟结果的合理性,并实时监测围岩的变化特征。工程实践表明,在深部高应力巷道中采用锚网索喷联合支护,巷道的整体性与稳定性得到有效改善,围岩受力更趋稳定,变形得到有力控制,为煤矿的安全高效生产提供了技术支持。     

底抽巷稳定性分析及支护对策研究

以屯兰煤矿南二采区18208工作面底抽巷为工程背景,通过围岩地质力学基础参数测定,运用数值模拟软件,对比分析不同布置方式条件下底抽巷巷道围岩应力分布规律及巷道变形特征,确定了底抽巷的合理空间位置。通过高预应力、强力一次支护锚杆支护技术对原有底抽巷进行优化,提高支护系统的刚度,优化支护构件,有效地控制住了围岩变形,取得理想的支护效果。     

高强耦合支护在大断面全煤巷道中的应用

针对大断面全煤巷道支护难题,详细分析了高强耦合支护系统在控制深部复杂困难围岩中的作用。结合某煤矿的工程实际条件,分析了某煤矿顺槽失稳机理,采用注浆加固技术和高预应力强力耦合支护系统对巷道围岩进行了加固,结果表明:注浆加固技术使围岩裂隙得到填充,裂隙发育减少;高预应力强力支护系统有效控制了巷道围岩的变形。     

针对构造应力合理选择巷道支护形式

根据新疆伊犁昭苏盛泉煤矿巷道围岩变形受构造应力影响的现象,研究了构造应力与巷道支护的关系。研究表明,巷道方向与构造水平应力方向平行时跟两者方向垂直时的围岩变形情况大有不同。通过因地制宜改变支护形式,大大减少了巷道支护成本。     

高应力软岩二次锚网协同支护技术研究

文章在现场调研基础上,指出岩性、高应力、支护设计是造成下石节矿主开拓巷道破坏失稳的主要原因;依据高应力软岩支护基本原则,提出具可缩特性、高承载性能的二次锚网协同支护技术,实现"柔性"与"刚性"互补,使其既能适应软岩大变形,又具备较高的承载能力。现场实测分析表明,该技术能有效控制该矿+950轨道巷围岩稳定。     

深部高应力巷道围岩预留变形控制技术

采用理论分析、数值计算、现场试验等手段,研究了支护阻力对深部高应力巷道围岩变形与塑性区的影响,提出了支护结构应满足围岩大变形的协调支护原则。研究结果表明:在现有支护条件下,支护阻力对深部高应力巷道围岩变形、塑性区影响十分有限,深部高应力巷道围岩总是存在一部分变形量依靠现有支护水平无法控制,将此部分围岩变形量称之为巷道围岩的"给定变形",并且这种"给定变形"随着开采深度的增加而增大;因此,对于深部高应力巷道围岩变形控制,可在巷道掘进时预留一定的变形空间,并要求支护结构应能够适应巷道围岩的大变形,以维持围岩的完整性,同时保障支护结构本身能够持续不断提供支护阻力而又不出现断裂失效。工程实践结果表明:考虑预留变形并采用"锚杆+自动让压桁架锚索"为主体,锚索加固为辅助的综合控制技术可较好的控制巷道围岩的稳定性,保障了巷道服务期间的安全使用。     

深井返修巷道动态支护技术研究

为了更好地解决深井高应力、破碎围岩巷道反复返修问题,基于巷道工程环境和变形破坏特征,提出了高强锚网喷支护配合锚索补强,适时采用注浆锚杆浅部注浆和注浆锚索深部注浆加固的动态支护方案,并给出了详细的技术参数。工业性试验表明,该支护方式能够限制巷道围岩的持续变形,提高围岩的整体性和承载能力,保证巷道围岩和支护结构长时间内的稳定。     

千米深井软岩巷道挤压变形力学特性及控制研究

 为了研究千米深井软岩巷道挤压变形力学特性及控制对策,以淮南朱集煤矿-906m东翼轨道大巷为依托工程开展研究,该巷道为典型的千米深部高地应力软岩巷道,开挖后围岩产生强烈的挤压变形。通过现场地应力测试获取地应力值和室内岩石力学试验获取围岩力学参数,根据Hoek挤压变形等级曲线判断出该巷道变形为非常严重的挤压变形;通过Phase2有限元数值仿真软件分析了该巷道的围岩稳定性,计算结果表明巷道开挖后围岩变形破坏严重,拱顶位移和底臌量大,与现场情况吻合。基于深部岩石巷道围岩稳定性控制理论和“分步联合支护”理念,针对该巷道的挤压变形特点制定了相应的支护方案,其主导思想是增强围岩自身强度和支护结构的抗变形能力,尤其重视底板支护。通过有限元数值软件计算分析和现场监测验证、评价了该支护体系的强度,结果表明所提出的支护方案取得了良好的效果,能够有效的控制围岩挤压变形。     

浅谈贵州矿区软岩井巷施工及支护途径

在煤矿软岩井巷掘进过程中,井巷围岩维护的主要途径是对井巷进行支护和对围岩破碎岩体进行加固,但在西南矿区软岩围岩条件下,即使对井巷进行加强支护和围岩加固,井巷维护仍然很困难。通过实地调研贵州软岩矿区的支护方式并进行总结,得出贵州矿区软岩井巷通过采用锚杆、锚索、金属网、混凝土及U型钢棚等联合支护途径,井巷在各种煤矿井下活动的扰动下保持其稳定性,有效控制了软岩井巷围岩的变形破坏,保证了矿井的安全生产。     

弱胶结软岩巷道围岩应力与位移分布规律及支护技术

针对西部浅埋弱胶结软岩巷道的复杂地质条件,基于X射线衍射试验、电镜扫描、岩石力学物理试验与现场监测,揭示了西部浅埋弱胶结软岩巷道围岩变形破坏失稳机理。根据巷道围岩大变形破坏特征,建立了FLAC3D数值模型,模拟演化了弱胶结软岩巷道的围岩应力位移分布规律和塑性区范围,研究结果表明:弱胶结软岩巷道围岩最大主应力决定了巷道围岩的破坏深度,且随围岩深度近似呈"へ"形分布;巷道围岩不同方向深部变形s与巷道表面距离h呈负指数衰减变化的关系。通过对比分析,数值模拟塑性区范围和地质雷达探测松动圈厚度基本一致,从而为弱胶结软岩巷道围岩稳定性分析及支护加固方案设计提供了科学指导。最后针对弱胶结软岩巷道塑性区范围,提出了"锚网喷主动支护+36U型钢支架+全断面锚注"的联合支护技术,现场监测结果表明改进的支护方案可以有效控制巷道围岩变形及塑性区的扩展,保证了巷道的长期稳定及安全。