深部岩巷底鼓机理及底板超挖锚注回填技术

基于深部软岩巷道底鼓问题严重这一状况,以望峰岗矿深部岩巷条件为工程背景,对如何有效控制深部软岩巷道的底鼓问题进行了试验研究,通过对底鼓影响因素的理论分析和原支护效果的数值模拟以及底板岩层移动规律的现场实测,掌握了底板无支护条件下巷道围岩塑性区范围、围岩变形移动规律和巷道周边应力分布状况,提出并试验了控制深部岩巷底鼓的新...     

基于爆破卸压的深部构造应力富水软岩巷道底鼓控制技术研究

底鼓是深部高应力软岩巷道常见的底板破坏形式,也是影响矿井安全高效生产的制约因素,更是目前千米深井亟待解决的关键问题。为解决深部高应力软岩巷道底鼓制约煤矿安全高效开采的现场问题,以平煤某矿-950水平回风大巷为工程背景,采用井下试验、物化分析、室内试验相结合的方法,从岩石强度和应力特征视角分析了围岩结构、矿物成分、水理作用、支护强度、原岩应力对巷道底鼓的影响机制,发现了高构造应力和水理作用是影响巷道严重底鼓的主要因素,揭示了该巷道的挤压流动性底鼓和遇水膨胀性底鼓机理。根据深部高应力软岩巷道底鼓机理分析,提出了基于底板爆破卸压的注浆加固底鼓联合控制技术,利用松动爆破技术阻断底板高应力传播路径,改善巷道围岩应力环境,释放底板压力;同时,利用注浆加固技术强化巷道底板围岩的承载力,提高底板抗变形能力。基于上述研究成果,提出爆破卸压+注浆加固的布置方案与参数,并进行了工业试验和底鼓变形监测。现场工业应用监测结果表明：采用底板松动爆破+注浆加固的联合支护方案后,巷道底板围岩处于稳定状态,底板在300 d内最大位移不超过310 mm,巷道底鼓变形量较无支护状态下减少了36.7%～49.0%,巷道底板未...     

深部软岩底鼓巷道锚注联合支护技术

为了解决煤矿深部软岩巷道底鼓难以控制的难题,提出了有效控制深部软岩巷道底鼓的注浆锚杆、锚索锚注联合支护方案。根据金龙煤矿南采区轨道上山锚注联合支护实际支护效果,提出了反悬复合拱式底板注浆结构,并分析了结构体的稳定性。结果表明：巷道锚注后,两帮平均移近量仅为35.5 mm;平均底鼓量仅为45.5 mm;顶板基本无下沉。锚注联合支护技术能提高深部软岩巷道岩体强度、改善围岩力学性能和结构、提高围岩的整体承载能力,从而有效地控制了深部软岩巷道底鼓。     

煤矿深部软岩巷道反底拱支护技术

新安煤矿+535 m轨道石门在掘进期间底鼓明显,底鼓速度在900 mm/月以上。经多次卧底修护,仍不能满足矿井基本建设需要。通过分析新安煤矿井下巷道底鼓的基本形式及影响因素,提出了采用打设底板锚杆与浇灌钢筋混凝土反底拱联合加固技术防治破碎软岩巷道底鼓的方法,通过对试验段进行巷道位移观测,巷道平均底鼓量为97 mm,对底板浇灌反底拱前后巷道变形情况进行了对比,有效解决了矿井深部极软岩巷道底鼓治理难题。     

深部软岩巷道底鼓机理与治理试验研究

为研究深部软岩巷道强烈底鼓发生机理及治理方法,以邯矿集团陶二煤矿扩大区南大巷底鼓问题为背景,分析了南大巷强烈底鼓特征及影响因素,提出了巷道底板锚索束+底板深浅注浆的治理方案,通过巷道原支护和底鼓治理方案相似模拟试验,对比分析了两方案在底板破坏和围岩应力分布特征。结果表明:高应力、岩石遇水膨胀、支护结构不合理等因素综合作用导致巷道发生强烈底鼓;浅部注浆使底板破碎岩体相互黏结形成整体,深部注浆填充深部裂隙岩体孔隙,锚索束将浅部注浆岩体和深部注浆岩体锚固在一起限制底板变形。现场底鼓治理试验表明:巷道底板变形在38~48 mm之间,治理后30 d巷道趋于稳定。该底鼓治理技术适用于深部大断面、永久巷道(硐室)底板加固。     

深部软岩硐室反拱形底板锚杆和浇灌底鼓控制技术的探索与应用

深部巷道所处的地质力学环境极其复杂,底鼓量明显增大,三分之二以上的收缩量由底鼓引起。巷道底鼓后影响通风、行人和运输等,特别是深部硐室的底鼓更是影响排水等设备的安全运行。为此,在对巷道底鼓原因进行分析,提出深部软岩硐室使用反拱形底板锚杆和浇灌混凝土技术,取得了较好的底鼓控制效果。     

深井软岩巷道底鼓原因及防治技术

软岩巷道易发生大变形,其底鼓问题向来是软岩工程中难以解决的难题之一,在深井条件下更为突出。为解决这类问题,开展软岩巷道底鼓影响因素分析及防治技术研究就显得十分必要。以吕临能化有限公司南延辅助运输大巷为工程背景,率先对巷道底鼓影响因素进行分析,并以此为基础,提出运用切割槽卸压控制底板高应力,联合运用锚杆、锚索与注浆技术对底板进行加固技术措施。现场应用结果表明:该底鼓防治方案效果良好,返修工程量低,经济效益显著,能够为相似条件下的深井软岩巷道底鼓防治技术提供一定借鉴。     

深部高应力软岩巷道底板联合加固施工技术

为了解决陈四楼煤矿深部软岩巷道中底板变形的问题，采用了“注浆+锚杆+锚索”联合加固技术，并结合陈四楼煤矿九采区泵房及变电所底板联合加固施工过程，详细分析和介绍了九采区底鼓变形机理、联合加固的作用原理及施工方法。观测结果表明，九采区泵房及变电所巷道底鼓现象得到了很好的控制，为以后相似工程提供了技术参考。     

下伏开采软岩巷道底鼓机理与控制技术

综合运用现场实测、数值模拟与工程实践等手段,分析了磴槽煤矿下伏煤层开采软岩巷道围岩的变形破坏特点,揭示了下伏开采软岩巷道底鼓机理:下伏煤层采动使巷道底板成为碎裂结构,并致使巷道两帮产生收敛变形挤压底板;破碎的巷道底板在地应力和集中应力共同作用下向巷道内移动,形成底鼓。提出了由预留变形量、初次高性能锚网喷支护、锚注二次加固、底角高性能锚固与注浆加固组成的底鼓控制技术。工程应用效果表明,所提出的底鼓控制技术有效地控制了巷道底鼓,保证了巷道围岩和支护结构的稳定,可为其他下伏开采软岩巷道的支护设计与底鼓控制提供理论依据和实践参考。     

深部软岩巷道底板失稳变形控制技术

为准确把握深部软岩巷道底板失稳变形控制情况,以超化煤矿31采区泵房底板破坏特征及区域地质构造为基础,对该巷道底鼓变形控制措施进行了研究,通过在底板浅部围岩形成高强可靠的承载结构来控制底板的不均匀隆起,并对后期支护效果进行了观测。结果显示,巷道底板变形得到了有效控制,保障了31采区泵房机电设备的正常安装及运行。     

深井高应力破碎软岩巷道过断层支护技术研究

针对深部软岩破碎巷道遇断层后,巷道围岩变形量增大、易造成顶板垮落、底鼓变形破坏剧烈等问题,对高应力软岩巷道过断层支护机理进行了研究。通过采用数值模拟与现场实践相结合的方法,确定“金属网、U型钢拱支架、喷浆、注浆和锚索”的综合支护方式。应用结果表明,巷道顶底板和两帮的变形量大大减小,有效控制了深部高应力破碎软岩巷道的大变形和底鼓,保证了巷道围岩稳定。     

亭南煤矿东翼轨道大巷底鼓力学机制及控制技术

为解决亭南煤矿东翼轨道大巷底鼓问题,采用现场调查、围岩物化成分分析、吸水软化试验和数值分析等方法,研究了亭南煤矿软岩巷道底鼓特征、影响因素和变形力学机制。结果表明:底鼓主要是由于巷道底板岩层岩性软弱膨胀性强,底板在无支护状态下成为巷道变形和应力释放的主要空间,巷道底角软岩在两帮应力传递作用下产生剪切塑性大变形,向底板中部挤压形成底鼓。提出了底板隔水、加固、控制变形的治理原则,采用混凝土反底拱+金属焊接网+底角管缝式锚杆的支护形式,对底板进行加固。通过现场监测和数值分析,表明新支护能够改善底板围岩受力状态,切断底角剪切滑移变形,有效控制巷道底鼓变形。     

深部软岩巷道围岩变形破坏的相似模拟试验

为模拟深部强度低,变形大的软岩巷道,运用地质力学模拟原理和以往相似模拟材料特点,针对曲江矿-850 m东大巷巷道围岩表现出来的两帮和顶底板实测不对称大变形特征,研制一种水泥为胶结材料,土和河砂为骨料的深部软岩相似材料.采用该相似材料进行大型深部软岩巷道模拟试验.结果表明:模拟的深部软岩巷道在开挖后因原岩应力解除具有一定的变形,而模型巷道底鼓和顶板下沉现象除受预加高应力和连续载荷影响外,巷道的左右边墙破坏对巷道顶底板结构稳定性也有影响;且巷道四周围岩变形破坏呈现非对称性特征.此研究成果可为进一步分析巷道围岩损伤及破裂演化规律奠定基础,也可为巷道支护设计,围岩控制等工程实践提供依据.     

煤矿回采巷道底鼓变形分析及其破裂过程模拟

文章建立了巷道围岩变形的力学模型,基于软岩的膨胀理论与层状底板的应力状态,分析软岩回采巷道底鼓发生过程,计算膨胀引起的底鼓量.为进一步分析软岩巷道底鼓过程,考虑软岩的蠕变特性及非均质性.在岩石破裂过程分析系统(RFPA)的数值模型中,引入蠕变模型及非均质系数,对软岩巷道的变形和底鼓破裂过程进行数值模拟.从数值模拟结果中可以看出,在水平恒定荷载及岩体蠕变作用下,巷道围岩的应力集中造成巷道底板岩层的初始破坏,底板岩层出现初始离层;垂向荷载下降,导致巷道底板出现破裂并发生扩展,加快巷道底板岩层向巷道内移动速度,致使底板发生离层;随着时间的变化,底板岩层的强度值不断衰减,造成巷道底板岩层不断向巷道内鼓出,产生挤压流动性底鼓.     

亭南煤矿深部软岩巷道底鼓“四控”机理及应用

针对亭南煤矿深部软岩巷道底鼓大变形现象进行深入研究,综合采用现场工程地质调查、物化分析、数值模拟计算、现场测试等方法,分析得出西翼轨道巷道底鼓的复合型变形力学机制,提出采用"四控一措施"新技术将复合型变形力学机制转化为单一型变形力学机制,即将顶板、两帮、底角和底板四部位看作是相互联系的整体,综合控制各部位变形,并结合防治水措施,达到有效控制底鼓的目的。"四控"是指:在顶板施加锚杆并在关键部位施加锚索,有效降低来自顶板并传递至底板上的应力;通过施加底角锚杆,利用材料自身抗弯刚度,切断底板基角塑性滑移线;帮部打入锚杆,增强帮部岩体强度,减小发生底鼓底板宽度;施加反底拱对底板作用均匀一致的支护反力,形成封闭的支护体系。"一措施"是指:及时设置排水沟,避免排水不畅积水浸入底板造成膨胀性底鼓;对顶板及两帮围岩做喷浆处理切断裂隙水路径;巷道挖底后立即铺设干石灰粉垫层封闭底板围岩。工程实践表明,该项新技术在亭南矿有效地控制了软岩巷道底鼓变形。     

注浆加固技术在“三软”煤层底板治理中的应用

针对煤矿巷道受水和软岩影响导致巷道底鼓、变形严重的问题,大唐陇东能源有限公司刘园子煤矿不断更改巷道支护工艺,将"三软"地层巷道底板治理作为重点,采用注浆加固配合底板浇筑的支护方式,底板底鼓变形量控制在30 mm内,效果显著,为甘肃东部同类地质条件提供借鉴。     

深部软岩巷道加密锚杆支护技术应用

通过分析深部软岩巷道顶板、两肩窝变形和底鼓原因,运用FLAC3D软件数值模拟计算得出巷道围岩变形规律,加密锚杆可提高支护强度,消除顶板、两肩窝处的应力集中,有利于控制巷道围岩变形,同时加密锚杆加强支护削弱了垂直压力向底板的传递,可减小底鼓量。现场运用证明,加密锚杆是简单有效地控制巷道围岩变形的加强支护方式,可取得较理想的支护效果。     

孤岛工作面软岩巷道底鼓机理及控制技术

阳煤五矿8410工作面为孤岛工作面,回进风巷道沿顶板掘进,底板为软岩,巷道受上覆岩层重力及采动影响极易发生底鼓。为防止底鼓产生危及安全生产,运用薄板理论建立软岩巷道底板力学模型,推导出底板岩层的应力状态与失稳临界条件,进而提出了孤岛工作面软岩底鼓机理,为底鼓控制及治理提供理论依据,并针对性地提出底鼓控制及治理相关技术,为同类巷道底鼓的治理提供借鉴。     

赵固一矿深部软岩巷道底鼓治理技术

随着矿井开采深度的增加,巷道底鼓现象已成为软岩巷道围岩变形和破坏的主要特征之一。通过分析赵固一矿东翼轨道大巷底鼓原因,提出了高强度高延伸率锚网索喷+全封闭U型钢支架+注浆锚杆耦合支护技术。工程实践表明,在深部复杂的软岩巷道支护中,该技术能有效控制巷道底鼓,其技术经济效果良好。     

金龙矿21采区轨道上山底鼓控制技术研究

金龙矿21采区轨道上山底鼓严重,巷道变形量大,研究了底板锚杆(索)、底板注浆加固等技术在巷道支护中的应用,实现了有效治理巷道底鼓的目标,也为其它矿山软岩巷道底鼓的治理提供了借鉴经验。