采动影响下煤巷掘进强力协同支护技术探讨

针对辛置矿2-559工作面回风巷受邻近2-534工作面回采动压影响变形显著问题,通过现场调查巷道围岩变形特点,分析原锚网索联合支护存在的问题,提出采用锚杆、锚索协同布置方式,并从提高锚索预紧力、增打帮锚索、增加锚固长度、增加锚索长度及锚杆、锚索支护密度、锚索注浆等多方面措施进行支护参数的优化。监测数据表明,动压影响煤巷掘进工作面采用强力协同支护方案后,顶底板移近量为142 mm,两帮移近量为140 mm,围岩控制效果良好,保证了巷道服务期间的正常使用。     

考虑采空区压实效应的矩形巷道支护设计研究及应用

为解决73上16工作面运输巷工作期间围岩变形量大难支护等问题,采用理论计算及数值模拟验证73上16工作面运输巷支护设计参数（锚杆长度3.3 m、锚索长度6.2 m）合理性。结果表明：基于巷道松动圈理论,计算出巷道顶板松动圈高度为2.9 m,两帮松动圈范围为2.1 m,锚杆及锚索长度有效穿过松动圈范围;建立了考虑采空区压实效应的数值计算模型,通过数值模拟得出了巷道围岩顶板破坏是逐步发展的过程,未发生完全破坏的细砂岩层不能阻断砂质泥岩的破坏;采用该支护参数后,巷道顶板围岩塑性区破坏面积减少,变形量得到有效控制。经现场实践后,巷道顶板、底板、左帮及右帮最大位移量分别达到69 mm、58 mm、74 mm、78 mm,且巷道在服务期间未出现大变形情况。     

高瓦斯动压煤巷变形机理与控制技术

为解决岳城煤矿高瓦斯动压巷道瓦斯抽采后围岩变形大、支护困难的问题,采用现场调查和矿压监测方法,测试了巷道围岩的地质力学参数,深入分析了围岩变形破坏特征与机理,提出高预应力高延伸率锚杆锚索+强力护表构件+补强锚索强帮强顶控制技术,并进行现场应用。矿压监测数据显示:在掘进期间,锚杆与锚索受力比较稳定;巷道在工作面回采期间,两帮最大变形量为249mm,顶底板最大移近量为262mm,满足正常生产要求。应用结果表明:该支护技术明显改善了围岩的应力分布,提高了围岩的整体承载能力,能够有效控制高瓦斯动压巷道围岩的大变形。     

浅埋煤层大断面巷道支护技术优化

鑫基煤业2号煤层回风大巷采用锚杆、锚索、钢筋网、钢筋托梁联合支护,巷道掘巷期间围岩出现明显的失稳破坏现象,通过分析,发现原有支护方案支护强度不足,将顶板和两帮锚杆改为规格为D22 mm×2400 mm的螺纹钢锚杆,适当增加锚杆锚索的支护密度,现场应用后进行围岩位移监测,采用优化支护方案后的回风大巷两帮最大移近量为43 mm,顶底板下沉量最大为67 mm,回风大巷围岩变形得到了有效控制。     

山西常村煤矿S5轨道下山支护方案优化

巷道的有效支护对于确保巷道快速安全掘进意义重大。常村煤矿S5轨道下山原设计采用锚杆、锚索联合支护方案,巷道支护后矿压监测表明:(1)巷道顶板最大下沉量为77 mm,右巷帮最大收敛量为83 mm,左巷帮最大收敛量为55 mm,巷帮收敛呈现不对称发展,巷道变形量超过50 mm的控制要求;(2)巷道顶板锚杆、左帮锚杆、右帮锚杆和锚索的轴力分别为77,95,71,177 k N,锚杆、锚索的支护作用并未得到充分发挥。在充分分析该矿已建巷道成功支护案例的基础上,对S5轨道下山的支护方案进行了优化,即:(1)保持锚杆长度、间排距不变,锚杆均垂直于巷道顶板打设;(2)锚索采用"大五花"布置形式,采用3根锚索支护时,在巷道正中位置布置1根,其余2根锚索分别布置于巷道最外侧锚杆轴线位置处,并倾斜25°打设;(3)采用2根锚索支护时,锚索布置方式与原支护方案一致;(4)将所有锚索的初张拉力提高至350 k N。FLAC3D数值模拟分析表明:支护方案优化后巷道顶板最大下沉量降低至49.2 mm,巷道两帮最大收敛量降低至41.67 mm。现场试验表明:采用支护优化方案后,巷道顶板最大下沉量为42 mm,巷道两帮最大收敛量约为48 mm,可见对该矿S5轨道下山支护方案的优化对于控制该段巷道围岩变形具有显著成效。     

注浆锚索在松软煤层回采巷道中的应用

阐述了注浆锚索支护机理,以21150工作面回风巷为研究对象,制定巷支护方案,进行锚网索配合锚杆金属网支护实践。结果表明,新支护条件下,巷道顶底板和两帮收缩变形量相比原支护减少了50%以上,说明采用注浆锚索配合锚杆金属网能够有效提高松软煤层回采巷道围岩的稳定性,能够达到预期支护效果。     

桁架锚索在综放工作面大断面巷道补强加固中应用

14208辅运巷巷道围岩变形严重,原有的锚网索支护体系中部分锚杆、锚索失效,给巷道使用安全带来威胁,提出采用桁架锚索对14208辅运巷断层影响区加固,并对桁架锚索围岩控制原理以及现场加固方案进行设计.现场应用后,14208辅运巷断层影响区在邻近采面动压影响下围岩始终保持稳定,期间顶板、巷帮变形量分别控制在162mm、1...     

近断层大断面巷道变形分析与控制

为了解决近断层大断面巷道的支护难题,针对山西晋城赵庄矿近断层大断面巷道53121巷在掘进期间发生顶板剧烈下沉、两帮非对称变形和支护结构失效的现象,通过现场调研和数值模拟,分析近断层大断面巷道变形破坏的特征和原因。结果表明,断层面剪切滑移破坏、围岩松软破碎、支护结构针对性差是造成大断面巷道变形破坏的原因。利用非对称支护原理,提出该巷道围岩的控制技术,即顶板采用全锚索支护方式控制大断面巷道顶板下沉,两帮采用锚杆+锚索非对称支护技术控制大断面巷道两帮非对称变形,促使支护结构均匀承载,从而控制巷道围岩变形。工程实践表明,采用新支护方案后,围岩变形得到有效控制,巷道稳定性大幅提高。     

动压影响下回采巷道变形破坏机理及加固技术研究

为解决区段煤柱上支承压力及工作面动压的叠加影响下的回采巷道围岩控制困难的问题,针对大佛寺煤矿41103工作面运输巷的地质条件和巷道变形破坏特征,分析了巷道变形破坏的主要原因及其加固机理,提出了在提高原有支护的支护强度与刚度的基础上,适时根据巷道围岩状况和巷道围岩移动变形特点,采用更高强度的锚杆、锚索对原有锚网支护承载结构的薄弱部位进行强化的加固技术方案。工程实践结果表明:在工作面回采期间,41103工作面运输巷两帮及顶底板最大累计移近量分别控制在222mm、297mm左右,保证了巷道的正常使用要求。     

李雅庄矿松散煤层动压巷道支护技术研究

李雅庄矿2-6072巷属于松散煤层动压巷道,支护困难,同类条件巷道服务期间多次返修,急需解决此类巷道支护难题。采用水压致裂法进行了地应力测试,2-6072巷属于中等应力值区域;采用FLAC3D软件数值模拟了2-605工作面回采后2-607工作面侧向支承应力分布情况,得出净煤柱为20 m时,侧向垂直应力集中系数为1.39,应力集中较高;引进W钢带、W钢护板和方形带拱锚索托盘等新型支护材料,提出了高预紧力强力支护方案,并进行井下试验;矿压监测结果显示,两帮移近量稳定在165 mm,顶板下沉量稳定在116 mm。新支护方案在巷道浅部围岩形成高刚度承载结构,巷道围岩变形量得到明显控制,基本解决了2-6072巷松散煤层动压巷道支护难题。     

东周窑煤矿8106工作面沿空掘巷围岩控制技术研究与应用

为保障5016巷沿空掘巷时围岩的稳定,通过FLAC3D数值模拟软件进行沿空掘巷窄煤柱合理宽度的分析,通过分析巷道掘进期间煤柱和围岩变形规律,确定合理煤柱宽度为6 m,根据巷道的地质条件,设计巷道采用锚网索支护方案,巷道顶板采用全锚索支护,煤柱帮采用锚杆支护,回采帮采用锚杆+锚索支护,在巷道掘进期间进行围岩变形量的监测分析。结果表明:支护方案实施后,巷道掘进期间顶底板和两帮移近量的最大值分别为98 mm和168 mm,围岩控制效果较好。     

松软破碎巷道围岩注浆加固支护技术

为了解决万杰矿轨道巷围岩松软破碎变形量大的难题,决定采用中空注浆锚杆+锚索联合支护的方式对围岩进行控制。通过对试验段巷道的矿压观测,顶底板最大移近量为29mm,两帮最大移近量为25mm,巷道变形量符合安全使用要求。     

赵庄煤矿受采动影响巷道支护设计

赵庄煤矿33014巷是二次复用巷道,断面大,受采动影响严重。根据巷道围岩条件,在"一次支护原则"、"三高一低"原则以及相互匹配、可操作性和经济性原则基础上,确定锚杆支护各参数,顶板采用预紧力全锚索支护,巷帮采用锚杆锚索组合支护系统。通过大量观测显示,顶板下沉量最大120mm,两帮移近量最大500mm,完全满足3301工作面回采使用要求。     

大采高工作面区段煤柱合理尺寸的数值模拟

为了解决回采工作面多巷布置复用巷道服务期内因受采动压力影响围岩变形严重的问题,以王坡煤业复用巷道为工程背景,采用现场实测和数值模拟的方法,研究了复用巷道围岩变形与破坏的特征及影响因素,分析了复用巷道围岩变形控制原理。在此基础上,提出了长、短锚索分层联合支护技术,并在3306工作面运输巷进行工业性试验。结果表明：采用长、短锚索分层联合支护技术可有效控制复用巷道围岩变形,采动影响期间巷道两帮最大移近量为140 mm,顶板最大下沉量为130 mm,与锚杆、锚索支护方式相比围岩变形量整体降低60%以上;锚索受力位于合理范围,且能趋于稳定,支护效果较好。

     

孤岛工作面两巷控制技术探究

针对孤岛工作面两巷控制困难的问题,采用工程类比和现场实践的方法,对唐安煤矿3405工作面两巷进行设计优化,巷道设计断面由4.0 m×2.7 m扩大到4.5 m×3.5 m;支护设计由帮部等强锚杆优化为全部高强锚杆+帮锚索联合支护,顶板锚索增大密度,同时提高锚杆锚索初锚力。应用结果表明,优化前20 d左右巷道底鼓达500～800 mm,两帮收敛近300～500 mm;优化后巷道围岩顶底移进量最大值180 mm,收敛量最大值200 mm,巷道满足了采掘需要。该技术为相似条件的孤岛工作面巷道变形控制提供了实践参考。     

采掘相向沿空掘巷动态分段围岩控制技术

以付村煤矿3上411工作面运输巷掘进期间受3上408工作面采动动压影响为背景,对3上411运输巷迎3上408回采工作面掘进过程进行数值模拟分析。根据应力监测结果将动压影响巷道分为3段,并对其进行动态分段围岩控制:实体煤掘进段采用锚网索梁联合支护,锚索采用平行交错式三花布置方式;动压剧烈影响段在实体煤掘进段的基础上加大支护密度,为了增加锚杆的整体性和整体支护强度,顶板和两帮的锚杆采用Ф14 mm钢筋梯连接,锚索采用平行五花式布置方式;采后稳定段受动压影响较小,为加快掘进速度采用锚网喷支护。现场监测表明,3上411运输巷顶底板和两帮位移均小于200 mm,有效地控制了采掘相向动压巷道的围岩变形。     

复合顶板条件预应力锚网支护技术研究及应用

陕西火石咀煤矿主要开采4-2号煤,8602工作面顺槽沿煤层底板掘进,顶板围岩松软破碎,为煤岩复合顶板,支护难度较大。矿山原采用全螺纹钢锚杆进行支护,在支护过程中顶板下沉量大,两帮变形严重,巷道返修率极高。研究改用高强扭矩应力锚杆结合W钢带和鸟窝锚索支护后,有效保证了巷道的支护效果。试验应用结果表明,与原来直径22mm的全螺纹钢锚杆相比,采用直径18mm的高强锚杆和鸟窝锚索支护可以有效地控制巷道围岩变形,减少了巷道翻修量,创造了良好的社会效益及经济效益。     

高强高预应力让压锚杆在动压巷道中的应用

为有效控制动压巷道软弱破碎围岩大变形,通过"二高一大"支护原则确定高强高预应力让压锚杆支护体系,该支护体系应用于枣矿集团付煤公司3上402综放大面材巷。通过实践表明,顶板最大下沉量为56mm,沿空测煤帮最大位移量为115mm,非沿空测煤帮最大位移量为112mm,采用设计的支护体系实现了破碎围岩动压巷道安全支护的目的。     

极松软易破碎综放面巷道“降钻锚注平”支护技术

针对淮北矿区8^#煤层极松软易破碎综放面巷道支护技术难题，阐释了极松软易破碎综放面巷道支护失稳因素，基于支护-围岩协同作用机制，提出了以“巷道破底降帮+锚杆超前支护+锚索支护+超前注水注浆+平顶U型钢棚”支护为主的“降钻锚注平”支护技术。在此基础上，结合淮北矿区信湖煤矿815机巷地质条件，研究设计了极松软易破碎综放面巷道“降钻锚注平”支护技术，现场试验结果表明：信湖煤矿815机巷从掘进开始到巷道趋于稳定，顶底板相对移近量值最大值为117 mm,两帮相对移近量值最大值为66 mm,巷道支护效果良好，能够有效地控制极松软易破碎综放面巷道围岩的大变形，大幅提升了掘进速度。     

松软煤层高帮巷道巷帮控制技术

针对松软煤层高帮动压巷道围岩变形特点,以阳泉上社煤矿地质条件为对象,分析了巷帮破坏机理和解决对策。松软高帮在不均衡应力和顶帮不同强度的作用下,发生剪切破坏,并在巷道四角处产生剪应力集中区;高预应力锚索支护松软高帮时,可减小塑性破坏范围和剪应力集中程度。结合注浆加固作用特点,提出松软高帮的高预应力注浆锚索支护技术。井下实践表明,松软高帮巷道巷帮高预应力注浆锚索全高支护可有效控制巷帮大变形,提高围岩稳定性,试验效果良好。