深部大断面巷道围岩注浆加固技术研究与应用

针对深部大断面巷道支护成型后服务期间围岩变形比较严重,巷道顶底板和两帮变形量较大等问题,基于莫尔-库仑准则和力学平衡原理,对巷道围岩注浆改性机理及巷道围岩注浆力学模型进行分析;采用FLAC^3D数值模拟方法对比分析了分层掘进、一次见顶见底掘进、注浆加固与未注浆加固,4种交叉支护方法下围岩塑性区、应力场及围岩移近量演化规律。结果表明：注浆加固后巷帮塑性区破坏范围及围岩移近量明显减小,有效控制了巷道围岩变形。定性分析并确定了“分层掘进+滞后高压注浆+强力锚索支护”的矿压控制方案,实际应用结果表明该方法能够有效控制巷道围岩变形,可为深部大断面围岩巷道注浆加固的设计与应用提供借鉴。     

大断面软岩巷道深孔注浆和注浆锚杆联合支护

基于深部软岩巷道变形破坏规律,对大断面锚网喷巷道适时采用深孔注浆和注浆锚杆联合加固支护,显著提高了围岩的强度和承载能力,有效地控制了软岩巷道的围岩变形,比较适合于围岩松软、大断面巷道的维修加固工程。     

留巷巷道变形破坏机理及控制技术

针对留巷巷道围岩变形破坏难题,采用理论分析、数值模拟及现场实测等相结合的研究方法,揭示了留巷巷道围岩变形破坏特征和机理,提出了留巷巷道注浆加固方案。对注浆加固方案进行了现场试验,试验结果表明,采用注浆加固和强力锚杆锚索支护后巷道围岩完整性较好,巷道变形完全控制在要求范围内,达到了支护效果。     

采动应力影响下巷道变形破坏机理及加固技术

为了揭示留巷巷道变形破坏机理,文中分析了留巷巷道围岩裂隙发育规律和围岩变形特征。针对分析结果提出了注浆加固方案,现场应用表明:注浆加固有效提高了围岩的完整性和强度,高预应力注浆锚索有效控制了留巷巷道进一步变形破坏。     

羊东矿深部整修巷道围岩注浆加固支护技术

以羊东矿52轨道平巷中部160 m整修段为研究对象,针对巷道围岩结构,通过钻孔窥视仪观测巷道围岩破坏程度及破坏范围,为巷道整修注浆加固设计提供科学依据。注重“支护体-围岩”共同作用,采用巷道全断面注浆加固控制围岩变形,通过矿压观测验证注浆效果,观测结果表明,围岩深部基本无变形,围岩表面收敛量控制在120 mm以内,并趋于稳定,注浆后巷道变形得到有效控制,满足巷道在服务期限内的稳定性要求。     

深井软弱围岩巷道变形破坏机理及支护技术研究

为解决赵楼煤矿七采区辅助运输巷变形严重的难题,通过现场监测分析原支护方案条件下软弱围岩变形破坏机制,围岩易膨胀、软化,承载能力低,巷道所处应力场复杂,支护材料支护潜力无法有效发挥,巷道断面尺寸大是巷道变形破坏的主要原因。提出增加顶板护表面积、注浆加固、施加高预紧力、关键部位加强支护等具体措施,并实施了高强锚注支护试验方案。结果表明:高强注浆锚杆、锚索受力均呈现出"顶板右帮左帮"的趋势;顶板、底板、右帮和左帮变形量比原支护方案分别降低了79.7%、81.9%、80.0%和77.8%,说明高强锚注支护方案能够有效控制围岩变形。     

组合锚注支护技术在赵固一矿深部大断面巷道中的应用

针对深部大断面巷道受高应力作用及支护方式等因素影响,极易出现巷道围岩变形快、变化量大、维护管理困难等问题,分析巷道围岩破坏变形原因,把锚网索支护技术与巷道注浆加固技术进行有效结合,提出注浆组合锚网索联合支护技术方案,利用中空锚杆锚索用作注浆管,对岩层注浆后,浆液会在岩层扩散区域内进行均匀扩散,使锚杆锚索与围岩共同组成一个支护圈,形成共同承压作用,提高围岩的整体性和完整性,增强其自身强度和自承能力,确保巷道的长久支护稳定。通过现场应用实践结果表明,巷道围岩顶底板移近量和两帮变形量比原普通支护方式减小了50%～70%,巷道破坏变形情况得到有效控制。     

深井软岩巷道围岩加固技术研究及应用

针对埋深大、围岩软、地压大、裂隙多等条件,通过对巷道变形原因的分析,提出了全断面双液注浆配合反底拱浇筑的加固方案。通过实践证明,该加固方案有效地控制了围岩的变形破坏,取得了良好的加固效果,具有广阔的推广应用前景。     

采动影响下大断面巷道交叉点破碎围岩加固技术研究

文中采用钻孔窥视方法,分析王坡矿3208回风巷绕道与集中辅运巷大断面交叉点变形、破坏原因,认为围岩自身强度低、断面大、工作面回采动压影响是导致交叉点产生严重变形、破坏的主要因素。提出了采用高压注浆充填围岩内部裂隙,提高破碎围岩的承载能力,恢复成完整的岩体结构,同时提高锚杆锚索加固时力的传递;进一步采用高强度预应力全长锚固锚索提高浅部围岩应力值和抵抗剪切变形能力,阻止围岩再次破坏,确保加固后巷道围岩稳定。通过3208回风巷大断面交叉点试验表明:采用高压注浆和高强度预应力全长锚固锚索加固能有效控制采动影响下大断面巷道交叉点变形,保证了巷道使用安全。     

大跨度变形巷道复合注浆与锚固联合修复技术

为解决大跨度近距离巷道群影响变形破坏巷道的加固难题,以王坡煤矿二采区集中轨道巷为例,分析了巷道变形破坏的程度及机理,并据此提出复合注浆与锚固联合加固技术,并应用于实践。研究结果表明,大跨度巷道变形破坏是在近距离巷道群、临近工作面回采、地应力环境和原支护不合理的共同作用下发生的破坏,破坏范围主要集中在顶板和两帮4000mm范围内,破坏呈现松软破碎状态。针对巷道破坏情况提出首次水泥注浆,二次化学注浆和三次注浆锚索施工的顺序加固方案,达到充填围岩破碎裂隙,恢复围岩完整性和实现围岩主动承载的目的。实践表明,巷道围岩变形顶板下沉量小于9mm,两帮收敛15mm,围岩变形得到有效控制。     

岩体结构对岩石爆破效果的影响

分析了爆破冲击波的传播特点，指出了对岩石破坏最大的是拉伸应力波，并对岩体结构对岩石爆破效果的影响进行了探讨。     

软岩巷道围岩控制技术

为解决朱仙庄矿采用锚网喷+全封闭29U可缩支架支护巷道围岩变形量大、支护结构破坏严重的难题,提出了锚网喷+全封闭29U高强支架为核心的支护方案,并采用FLAC3D数值模拟软件对不同支护方式下的巷道围岩应力分布、位移和塑性区特征进行了对比分析。数值模拟结果显示锚网喷+全封闭29U高强支架支护巷道围岩应力集中区更靠近巷道中心,位移和塑性区范围均较小。工程实践表明,锚网初喷+全封闭29U高强支架支护巷道两帮收敛量和顶底板移近量的最大值分别为155 mm和270 mm,在矿压观测后期,巷道日变形量小于0.2 mm/d。     

冻结砾岩层光面爆破施工

介绍了许楼煤矿主井井筒冻结砾岩段光面爆破施工方法。利用利文斯顿爆破漏斗理论并进行现场试验确定冻结砾岩层单位炸药消耗量。本着安全第一的原则,合理选取光爆参数,同时周边眼采用空气柱不偶合装药结构,提高了循环进尺和光爆质量,保证了冻结管安全。该井筒冻结砾岩层段爆破施工的成功经验,可供其他冻结井筒过类似地层施工时参考。     

深部复合岩层巷道围岩控制技术

针对深部矿井岩石巷道围岩整体变形量大、持续时间长、局部破坏严重的支护难题,以朱集矿-965东翼轨道大巷为工程背景,在进行系统地质力学测试、围岩变形破坏特征分析、支护形式选取与现场试验的基础上,对深部高地应力复合岩层巷道围岩控制技术进行研究。通过优化锚杆支护参数、合理选择护表形式与构件,实现了深部复合岩层巷道围岩的一次主动支护,有效控制了深部巷道围岩的长期持续变形,改变了深部岩巷"前掘后修、反复维修"的局面,取得了良好的现场应用效果。     

边坡岩石强度与岩体强度的工程变换

应用CSIR法、费辛柯法、格吉法、霍克法以及经验折减法对姑山露天采矿场边坡进行了岩石与岩体抗剪强度的工程变换,最后推荐了适用于该露天采矿场边坡岩体抗剪强度稳定性计算取用值。     

软岩顶板巷道围岩控制技术研究

以晋煤集团凤凰山矿15号煤软岩顶板巷道施工与支护为工程背景,采用理论分析、数值计算和工业试验相结合的方法,系统研究了该类巷道围岩变形破坏规律,提出了采用高强锚杆锚索支护的围岩控制方法,通过现场试验,该技术取得良好的应用效果。