锚拉支架维护散体顶板的机理研究

锚拉支架是维护散体顶板极为有效的途径.本文通过相似模拟试验对锚拉支架维护散体顶板进行了试验研究,量测了散体材料顶板内的水平挤压力和垂直压力.试验发现有两次成拱,特别是首次发现在巷道上方不远处有倒楔体受水平挤压而形成的挤压力拱带;并发现在支架状态下其位置相当于普氏拱的第一拱处应力连续,拱内垂直压力递减.由于两次成拱大大降低了支架上的荷载强度,使简单的锚拉支架既适用于难支护的巷道,也适用于不难支护的巷道,具有极大的经济意义.     

散体介质锚拉支架支护作用模拟分析

采用实验室相似模拟实验和离散元数值分析对散体介质锚拉支架的支护作用进行了系统深入地研究，研究表明：锚拉支架维护散体顶板时，在顶板中存在两个拱，第二拱处的水平应力比第一拱更大，两个拱上下水平应力均有明显的压力降；锚拉支架受力不大，此种受力状态的锚拉支架所支护的顶板达到了稳定状态，支护效果十分理想。图10，参7。     

散体顶板锚拉支架系统的离散元数值模拟

本文采用最新的离散元 UDEC3 .0版本对锚拉支架支护散体顶板进行了数值模拟分析计算 ,研究了散体顶板的应力场 ,锚拉支架的锚杆的轴力和拉杆的拉力 ,顶板位移 ,拉杆的变形迹线 ,锚拉支架维护散体顶板的稳定情况等。     

散体顶板锚拉支架系统的离散元数值模拟

本文采用最新的离散元UDEC3．0版本对锚拉支架支护散体顶板进行了数值模拟分析计算,研究了散体顶板的应力场,锚拉支架的锚杆的轴力和拉杆的拉力,顶板位移,拉杆的变形迹线,锚拉支架维护散体顶板的稳定情况等。     

深部锚拉支架支护巷道顶板稳定性分析

为研究深部锚拉支架支护参数对巷道顶板稳定性的影响,通过梳理矩形巷道顶板破坏和锚拉支架支护机理,建立了锚拉支架支护下巷道顶板加固岩石梁应力分析力学模型,推导保证巷道顶板稳定条件下,拉杆预紧力的理论表达式,以及巷道顶板岩石梁最小加固高度的理论表达式;探讨了锚拉支架支护巷道顶板稳定条件下拉杆所需施加预紧力和加固岩石梁最小高度与巷道跨度、巷道高度、巷道围岩参数之间的关系。应用Matlab进行分析,结果表明:在巷道尺寸和巷道围岩参数确定的情况下,通过采取合理方式增大岩石梁加固高度对提高巷道顶板稳定性效果很明显,并可以显著减小拉杆所需预紧力。     

厚煤层综放巷道锚索支护模拟试验研究与应用

针对软弱厚煤层综放工作面回采巷道锚杆支护困难的问题,采用散体介质进行了锚杆（索）支护的模型试验,研究了基于锚拉支架的锚杆、锚索内力变化、荷载与围岩变形的试验关系。给出了锚杆（索）支护软厚煤顶板的优化支护参数,工程应用证实了其有效性。     

中空注浆锚索在沿空留巷支护中应用

 摘要 本文主要介绍一种新型全长锚注锚索的作用机理、结构特点以及在现场的试验情况。在软弱顶板条件下的巷道支护，推广全长锚固技术，是锚网索支护的一个进步。和端锚相比，锚注锚索在强化了锚索在挤压加固、多层组合拱以及注浆等方面的作用。 新型锚注锚索研制成功后，在高河矿井下沿空顺槽进行了现场试验，取得了良好的支护效果和经济效益，和端锚支护的巷道相比，巷道变形量明显减小，控制了顶板深部离层，节约了用于二次支护和补强支护成本。     

层状顶板锚拉支架试验研究与应用

对锚拉支架支护层状顶板进行了模拟试验和参数优化研究；量测了锚杆拉剪横向变形的规律，表明锚杆横向抗力对维护破裂顶板起重要作用；从理论上对锚拉支架拉杆拉力设计进行了探讨和工程实例验证。     

高地应力软岩巷道锚网索拱协同耦合支护技术研究

针对高地应力软岩巷道变形量大、持续时间长、难于支护的问题,以锚网索拱协同耦合支护思路为指导,通过现场钻孔观测、支护参数计算、数值模拟分析,对巷道关键部位锚索二次耦合支护技术进行了研究,提出了合理的支护体系方案.研究结果表明,锚网索拱耦合支护方式可以有效调整深部围岩强度,减小巷道变形量.在试验巷道顶板中线25°左右范围内...     

巷道围岩支护的极限自稳平衡拱理论

根据巷道围岩垮落过程的自稳平衡现象,提出了巷道围岩极限自稳平衡拱概念,按照顶板围岩冒落区的拉破坏原则和无拉应力条件,给出了极限自稳平衡拱的椭圆曲线方程。考虑巷道两帮破坏区对顶板稳定性的影响,提出了巷道围岩的极限自稳平衡拱理论,揭示了巷道围岩的控制对象为自稳平衡拱内的岩体。基于巷道"底板-两帮-顶板"相互影响,巷道支护应当按照极限自稳平衡圈进行设计。结合大量的实践总结,提出了巷道支护要重视两帮和底板的原则,为软岩巷道支护理论与实践提供了新的借鉴。     

富水软岩大断面巷道支护工艺

新上海一矿北翼轨道大巷为软岩巷道,掘进断面较大,原采用"锚网喷+锚索+29U型钢支架+复喷"支护,一次支护为锚网喷+锚索。一次支护15d后,巷道即出现顶板下沉及底鼓现象。后来通过不断摸索与实践,改用"锚网喷+锚索+单层钢筋网反底拱+钢筋混凝土碹+壁后注浆"支护,分2次进行,有效地控制了巷道变形,加快了施工速度,使得巷道平均月进尺由原来的50m左右提高到了75m,达到了预期效果。     

大倾角煤层断层带回采巷道动载失稳机理

针对大倾角煤层断层带回采巷道受动载影响易出现冒顶、片帮等支护难题,以太平煤矿3115^-14工作面回风巷道为工程背景,采用物理相似模拟实验的研究方法,揭示巷道未支护、锚网支护、锚网喷支护等3种条件下受动载影响的变形破坏规律及支护失效机理。实验结果表明：回风巷道未支护条件下,顶板在倾斜层面和断层面交汇处出现“三棱柱”冒落体,近断层巷帮中上部出现煤壁片帮。锚网支护巷道在动载作用下靠近断层带处顶板下沉剧烈、出现金属网破裂并伴随漏沙等现象。锚网喷支护巷道在动载作用下呈现顶板和左帮表面破坏严重、锚杆受力明显,呈现非对称变形破坏特征。根据巷道顶板的载荷-变形曲线梯度变化特征,顶板动载变形划分为线弹性变形阶段、黏弹性变形阶段及塑性变形破坏阶段,巷道支护与非对称变形的不协调导致支护失效。据此,提出“锚网喷+刚柔支架”的组合支护技术,采用圆弧拱刚柔支架提高了巷道围岩整体支护强度,控制顶板的塑性变形和巷帮的黏弹性变形,顶板、左帮、右帮、底板的变形量较锚网喷支护降低了39%,91%,38%,64%,支护效果良好,为类似条件巷道支护提供技术指导。     

深埋大跨度复合顶板煤巷失稳机理及控制技术

为了研究深埋大跨度复合顶板煤巷变形失稳机理及支护技术,以某矿2614改造下巷为工程背景,采用压力拱理论和数值模拟技术对巷道围岩变形规律进行了分析,设计了"锚杆(索)+金属网+M钢带+单体支柱"的支护方案,并开展了工业试验。结果表明,大跨度复合顶板巷道围岩失稳破坏分为分层剪切、挠曲离层、拉断破裂和垮落成拱4个阶段,巷道垮落拱高为2.5～3.8m,围岩变形量小于100 mm,锚杆和锚索拉力分别小于60 kN和350 kN,单体支柱压力小于13MPa,支护效果较好。     

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。     

英国煤矿顶板的锚杆支护

据英刊《采矿杂志》198 9年 3月报道,英国采矿咨询有限公司最近在英国煤炭公司的西部矿区成功地完成了一项岩巷锚杆支护试验。试验结果是在地下深860m、长420m的掘进中的D型巷道围岩布置监测点、进行12个月的监测获得的。 对常规的拱型钢支架支护和用有规则的锚忏加固的拱型钢支架支护的围岩变形特征进行比较,得出如下结论。 l.锚杆支护区域的围岩累积移近量比常规的拱型钢支架减少50鲍。2.锚杆支护区域的顶板下沉显著减小。3.锚杆支护K域的两帮移近量明显减小     

深部巷道围岩锚网耦合支护技术

通过介绍巷道围岩与锚网索耦合支护技术,得到在深部复合顶板煤层巷道实现耦合支护的基本特征在于巷道围岩与支护体在变形量、强度、刚度及结构上的耦合。通过在平煤十矿戊9-21210风巷施工200 m的监测结果发现,巷道实施围岩与锚网耦合支护方式后,巷道顶板、两帮和底鼓均属于正常变形量,实现了一次成巷。     

在顶层回采巷道使用普通木锚杆支护的试验

自1979年至1980年期间,我们在顶板为页岩、砂质页岩的顶层回采巷道中试验了普通木锚杆裸锚支护。现将试验情况介绍如下。 一、试验目的 在顶板为页岩、砂质页岩的沿顶巷道中,多年来峰峰三矿一直采用传统的梯形断面,木棚子支护。实践证明,这种巷道断面和支护形式存在着一些缺点,如支架是等待顶板变形来压后被动的支护顶板;顶帮围岩处于荷载状态;顶裂帮松,不够安全;顶板下沉量大,顶帮压力较大;材料     

注浆锚索在沿空留巷工作面超前支护中的应用研究

为解决煤矿超前支护工序繁琐、劳动强度大、影响工作面快速推进以及超前液压支架破坏顶板锚杆（索）严重等问题,以古汉山矿1604工作面运输巷为工程背景,理论分析了工作面超前巷道围岩变形特征和注浆锚索支护原理,提出在工作面超前巷道采用锚注支护技术,取消原工作面超前液压支架,减小了单体支柱支柱密度,并在现场进行了工业性试验。试验结果表明,工作面超前巷道顶板实施注浆锚索后,顶板围岩裂隙内浆液充填范围广;超前巷道受工作面支承压力和采动影响后,巷道变形不明显;进入沿空留巷后,留巷实体煤帮最大移近量为276 mm,采空区帮最大移近量为216 mm,顶板最大移近量为225 mm,底板最大鼓起量为164 mm,顶板控制效果较好。     

层状岩体巷道断面形状优选及支护方式研究

在层状岩体中施工巷道工程时,岩层倾角很大程度上决定了巷道的变形破坏特征,选择合理的巷道断面形状和支护方式对于维护巷道稳定至关重要.采用数值模拟方法系统地研究了层状岩体巷道在不同岩层倾角下的破坏模式,并结合压力平衡拱理论确定了层状岩体巷道断面形状的优选原则,继而提出了相应的支护方式.研究结果表明,在岩层倾角由水平逐渐变为陡立的过程中,巷道顶板的破坏模式也由对称的拱形冒落演变为非对称的楔形冒落,甚至是整体滑移破坏;基于压力平衡拱下巷道的自稳特性,对于顶板发生拱形冒落及整体滑移破坏的层状岩体巷道,推荐采用直墙拱形断面,对于楔形冒落的层状岩体巷道,推荐采用五边形断面;根据兰氏锚杆经验准则确定的支护参数一般适用于顶板发生拱形或楔形冒落的层状岩体巷道,当其用于顶板发生整体滑移失稳的层状岩体巷道时,可能会导致支护参数不够稳健.     

不同水平应力对巷道稳定性的模拟研究

水平构造应力是影响巷道围岩稳定的重要因素之一,通过相似材料模拟试验和数值模拟方法研究不同水平应力作用下锚杆支护巷道以及无支护条件下巷道围岩变形破坏特征.物理模拟较好的反映了巷道顶板的冒落和底板的鼓起状况,数值模拟反映巷道周围塑性范围和应力分布.模拟结果表明,随着水平应力增加,水平应力向巷道顶底板深部传递的趋势明显,导致巷道底鼓及褶皱形破坏,顶板剪切变形及楔形冒落.顶底板变形破坏大于巷道两帮的变形破坏.因此,高水平应力作用下,巷道顶底板是巷道控制的重点.锚网索喷一次支护配合长环形U钢支架二次支护是解决高水平应力作用下巷道支护的有效手段之一.