强动压下回采巷道高预紧力强力锚杆支护技术

为了解决强烈动压条件下回采巷道的支护难题,缓解煤矿采掘衔接紧张的局面,运用高预紧力强力锚杆一次支护原则,设计的支护方案应用于潞安漳村煤矿井下强烈动压条件巷道,并进行了矿压监测,监测数据显示,巷道两帮变形量减小了70%以上。试验表明,设计方案有效控制了巷道围岩的强烈变形,明显优于类似条件下常规高强锚杆支护效果,支护成本及维护费用大幅降低,为今后类似条件巷道支护提供了一条有效途径。     

厚煤层一次使用顺槽低密高强锚杆支护技术研究

为了降低巷道支护成本,提高巷道掘进速度,针对2301工作面23011一次使用顺槽围岩地质条件,采用数值模拟,对不同间排距下锚杆支护应力分布情况进行分析,确定了该巷道优化支护方案。试验表明:回采期间该巷道变形以两帮变形为主,两帮最大位移量为176 mm,顶板最大下沉量为31 mm,有效提高了巷道的工程质量。     

不同支护形式下深部巷道支护对比试验研究

针对协庄矿1202E运输巷支护现状,通过现场工业性试验,对相同条件下深部软岩巷道采用原全螺纹钢锚杆支护、淮北高强锚杆支护和高预紧力强力锚杆支护3种支护形式进行对比试验研究,分析了试验结果。试验结果表明,全螺纹钢锚杆支护由于强度低、预紧力小,支护效果差,断面收缩率为45.5%;淮北高强锚杆支护在锚杆受力和控制巷道变形方面有所改善,但还不能满足支护要求;高预紧力强力锚杆强度与刚度大,实现了高预紧力,杜绝了锚杆拉伸破坏,有效控制了顶板离层和两帮位移,顶板离层量小于10 mm,底臌量在300mm以内,两帮移近量小于200mm,断面收缩率仅为13.6%。因此,相比前两种支护,高预紧力强力锚杆支护能更有效地控制巷道围岩变形发展,提高围岩的稳定性。     

近距离煤层煤柱高应力下巷道支护技术研究

文章通过研究煤柱下高应力巷道顶板及两帮的变形机理和破坏情况,确定高应力作用下巷道的支护方式为强力锚杆锚索组合支护。该技术成功地应用于潞安集团某矿的巷道支护中,取得了良好的技术效果和经济效益,可以在类似条件下的煤柱高应力巷道中推广应用。     

大采高综采工作面巷道支护技术研究

针对大采高工作面巷道支护困难的问题,以余吾煤业S5101胶带巷地质条件为基础,确定了巷道顶板岩层分类,设计了巷道支护方案并现场进行试验。巷道围岩变形监测结果表明,巷道顶底板移近量最大为96 mm,两帮移近量最大为87 mm,围岩变形整体较小,表明该支护方案能够确保巷道的稳定性。     

高应力碎胀顶板巷道锚杆支护技术

为有效解决高应力碎胀顶板巷道支护难度大的问题,以某矿十采区轨道上山为工程背景,在对其煤层地质条件和顶板岩石软化性分析的基础上,通过对巷道支护方案参数进行优化设计,选取最佳支护方案,应用FLAC2D软件对高应力碎胀巷道围岩的变形特征进行数值分析,得出顶板水平应力集中范围为0.8 m;两帮垂直应力集中范围约为1.2 m。通过围岩应力和变形监测可知:顶板锚杆锚固力为75～86 kN,锚索锚固力为115～148 kN;巷道顶板平均下沉量38 mm,两帮平均移近量62 mm,该支护方案提高了巷道支护结构的整体承载能力,能有效控制巷道围岩的变形。     

全断面高预应力强力锚索支护技术及其在动压巷道中的应用

分析了目前煤矿锚索支护存在的问题,在高预应力强力支护理论的基础上,提出高预应力、长度较短的强力锚索,并全断面垂直岩面布置,是高地压、大变形巷道的有效支护方式.介绍了强力锚索及配套护表构件的力学性能,将强力锚索、拱形大托板及钢筋网组成全断面强力锚索支护系统,在锚索施加预应力的同时,给钢筋网也施加了较高的预应力,使钢筋网成为预应力支护系统的重要组成部分.在潞安矿业集团有限责任公司漳村煤矿一条与回采工作面对掘的、受2次强烈动压影响的巷道中,进行了全断面高预应力强力锚索支护技术试验,巷道支护状况发生本质变化.巷道两帮移近量比原支护方式降低90%,顶板离层几乎为0,围岩变形得到有效的控制.不仅解决了巷道支护难题,而且验证了支护理论的正确性.     

煤巷倾斜层状顶板变形失稳机理及支护技术

针对鹤壁矿区二1煤层回采巷道顶板变形严重支护困难,从倾斜岩层非对称作用、水平构造应力、煤帮软弱失稳、底鼓塑性流动诱发等方面分析揭示了顶板失稳力学机理。采用高预拉力、高刚度护表构件控制围岩浅部离层,利用围岩深部自承能力;锚索减跨强力悬吊,帮角弱化区补强支护整体促稳等支护对策,并提出了预拉力锚网索梁联合支护技术参数。结果表明:掘进期,新支护方案下的巷道顶板最大下沉量44 mm,降低75%;两帮移近量最大77 mm,减小60%;回采期,顶板最终下沉量138 mm,两帮移近量为179 mm,巷道支护状况有了明显改观。     

松散软岩巷道注浆锚杆间距优化数值模拟

由于断层内岩体具有松散软弱的特点,以某矿断层内巷道为工程背景,在原支护方案的基础上,采用数值模拟与现场试验相结合的方法对巷道注浆锚杆间距进行优化。利用数值模拟软件FLAC2D通过建立数值计算模型,对比分析了不同支护方案条件下巷道围岩变形及破坏特征,给出了在顶板布置3根注浆锚杆,间距为1 300 mm,两帮各布置1根注浆锚杆的支护方案,通过现场工业性试验证明了该支护方案可以有效的控制顶板及两帮的变形和塑性区的发育,并为该矿节约了支护成本。     

巷道高应力区U型钢支护技术研究

针对宏阳煤矿巷道高应力区实际地质条件,在原有普通U型钢支护方案的基础上提出U型顶棚加上横梁支护、U型顶棚加上下横梁支护和U型顶棚加上横梁和两侧纵撑支护3种新的支护方案;在有限元软件FLAC3D中建立了数值模拟模型,分别模拟了原有支护方案在内的4种支护方案的巷道围岩位移分布和最大、最小主应力分布等参数,并在巷道两帮布置测点得到巷道两帮位移曲线;分析结果表明:U型顶棚加上横梁和两侧纵撑支护为最优支护方案。在该方案实施期间,矿井巷道的顶板下沉量与两帮移近量大大减小,其中,顶板最大下沉量与两帮最大移近量分别为66 mm和21 mm,围岩稳定性得到有效控制。     

深井高应力巷道围岩变形及控制技术研究

为了解决赵固一矿2号煤层11271胶带巷围岩变形破坏严重的问题,通过现场监测数据分析地质力学参数和原支护方案围岩变形破坏规律,指出围岩强度低、赋存水文地质环境复杂、应力集中系数高、支护强度无法达到要求是巷道围岩变形破坏的主要原因。提出了强力一次支护理论,采用全长预应力锚固强力锚杆锚索控制技术提高顶板初期支护预应力和支护强度,加强两帮支护的支护方案。现场试验效果表明:无论是从锚杆索受力还是从巷道顶底板和两帮变形量来看,采用全长预应力锚固强帮控顶技术后,巷道变形得到有了效控制,而且保证了正常回采。     

厚硬顶板裸顶支护可行性研究

基于厚硬顶板工作面回采巷道支护方案富裕系数过大、严重降低巷道支护效率的特点,以辛置煤矿东区10#煤层开采为工程背景,系统研究了厚硬顶板条件下的支护方案。研究表明,裸顶支护,即巷道在进行支护时,对两帮进行正常支护,对顶板进行不支护或者简单支护的支护形式,在保证支护质量的前提下有效地加快了施工进度,为巷道的支护提供了新的理论基础。     

强动压高水平应力巷道围岩控制技术

为了解决强动压高水平应力巷道支护难题,根据地应力测试、顶板取心探测、岩体原位强度测试并结合FLAC~(3D)数值模拟,研究了巷道在强动压高水平应力作用下的破坏机理,进而应用高预应力强力支护技术进行巷道支护,并进行现场试验和矿压监测。结果表明:强动压高水平应力导致巷道两帮由浅到深逐渐剪切破坏,其承载能力减弱导致顶板失稳;强动压高水平应力加剧顶板剪切错动,造成顶板锚固结构失稳,致使顶板松散破碎;提出"固帮控顶"的围岩控制思路,即采用高强度预应力"锚+梁+网"联合支护方案加固两帮和顶板,与原支护相比,表面位移明显减小,围岩控制取得良好效果。     

深井煤层回采巷道变形特征与支护技术

某煤矿2100工作面胶带运输平巷掘出后不久就出现顶板较大离层、两帮强烈内移并鼓出等问题,通过对巷道地质条件和巷道变形特征的调查分析,得出高应力、巷道围岩强度低、原支护参数不合理是巷道变形的主要原因。为充分发挥锚杆、锚索的主动支护作用,对巷道原支护方案进行了改进,有效控制了巷道围岩变形。     

高应力复合顶板煤巷协调控制支护技术研究

针对王庄煤矿深部采区特有的复合顶板岩层,煤层强度低、工作面扰动强烈的复杂地质条件,提出了控制巷道围岩应力和变形的锚杆(索)协调控制支护技术。通过数值模拟和现场试验相结合,确定了合理的优化支护方案。现场应用表明,采用优化支护方案以后,巷道顶底板移近总量约为70.2 mm,两帮移近总量约为92 mm。变形量在要求范围内,证实了协调控制支护技术在高应力煤巷快速掘进中的有效性。     

余吾煤业高应力软岩顶板下巷道强力锚杆支护技术

针对余吾煤业高应力软岩顶板下巷道支护困难的现状,提出采用高预应力强力锚杆支护系统。介绍支护设计原则,设计支护方案,并在2#横贯进行了工业性试验。试验结果表明:采用该联合方案,有效的控制巷道围岩变形,提高了围岩稳定性。     

松软厚煤层煤巷锚杆索支护作用研究

巷道支护问题是煤矿地下开采的主要问题之一。在掘进工作面中，由于煤巷的围岩性质软弱、巷道变形量大，巷道支护也更为困难。以高河矿井E2303工作面胶带巷为研究对象，结合矿井生产地质条件，采用理论分析与数值模拟相结合的方式，分析并计算了巷道开挖后的顶板塑性区范围为2.47 m,巷道两帮塑性区范围为1.72 m;利用FLAC^3D软件模拟巷道在无支护与高预紧力锚杆索支护下的变形破坏情况。结果表明，巷道顶板及两帮变形远大于底板变形量，采用锚杆索支护后，巷道顶板及两帮塑性区范围及形变量明显减小：巷道顶板下沉量减少了49%,两帮移近量减少了44%。结合现场情况及数值模拟结果，设计了E2303工作面胶带巷支护方案并进行现场应用。应用结果表明，巷道在变形稳定后顶板下沉量为36 mm,两帮移近量接近，平均为28 mm,支护效果显著。     

龙口矿区软岩巷道破碎机理研究与应用

龙口矿区1101材料巷道顶底板破碎、局部冒顶。为探究巷道顶底板岩性,对巷道顶底板岩样进行了常规三轴及短时蠕变试验;为探求最佳支护方式,采用FLAC3D对不同支护形式下巷道位移矢量特征、应力特征及塑性区范围进行计算,选取最佳支护方案并运用于现场支护。结果表明:随围压增大,含油泥岩屈服强度及蠕变系数非线性增加;顶板与两帮收敛速度与位移量降低,巷道围岩稳定性增强,顶板两帮移近量减小,巷道顶板破碎得以改善。     

强烈动压巷道支护技术探讨

针对强烈动压巷道支护问题,采用理论分析与现场试验相结合的方法,分析研究了受动压影响煤柱内支承压力分布特征及其内部巷道围岩变形特征,通过对实验点的生产地质条件调查和地质力学测试和评估,发现在煤柱内掘进巷道会造成巷道围岩塑性区加大,顶板和巷道两帮出现大量的离层和裂隙,煤体胶结程度差,完整性低,巷道在掘进期间有害变形量较大,影响巷道整体支护效果,容易出现冒顶片帮等事故。提出采用强力锚杆支护系统配合高强度托板和金属网的方式进行支护。以王台铺煤矿15号煤XV13102副巷为例,介绍了强力锚杆支护系统的方案设计、现场试验和矿压监测。研究结果表明,强力锚杆支护系统改善了巷道受力状态,提高了支护系统的承载能力和完整性,达到了预期支护效果,保证了巷道的正常使用。     

综采工作面回风巷支护参数优化试验研究

针对李村煤矿2301工作面回风巷原锚网索联合支护方案无法有效控制巷道围岩变形的问题,通过分析巷道围岩变形影响因素,合理计算锚网索支护参数,优化巷道支护方案,并利用数值模拟分析零原岩应力条件下支护方案优化前后应力变化,确定优化方案在顶板和两帮支护应力分别较原支护方案提高225%和21%。现场工业性试验表明,优化支护方案较原支护方案顶板和两帮围岩变形减少约88.30%和43.78%,控制在合理范围内。