新安煤矿深井软岩硐室钢管混凝土支架支护设计与应用

新安矿变电所巷道埋深约750m,属于极软岩难支护巷道。文章结合工程地质条件,采用钢管混凝土支架的复合支护技术解决变电所软岩巷道难支护问题,通过3个月的支架荷载监测和巷道变形测量表明,"Φ194mm×10mm的钢管混凝土支架+支架壁后250mm厚矸石袋"的复合支护稳定可靠,支架结构提供的支护反力大于围岩荷载,可满足巷道围岩稳定要求。     

极软岩返修巷道钢管混凝土支架支护方案研究

为解决北皂煤矿海域煤系地层极软岩巷道变形速度快、变形量大、难以控制的支护难题,现场实测了原始地应力,实验室测试了岩石力学参数与水理性质。根据测试结果和围岩变形特点,设计了基于钢管混凝土支架的复合支护方案:支架断面设计为圆形,主体钢管选用194mm×8mm的20#无缝钢管,内填C40混凝土,辅以金属网和400mm厚混凝土碹体支护。最后,对支架受力情况和巷道变形进行监测,结果表明基于钢管混凝土支架的复合支护结构能够有效控制巷道收敛变形,保证巷道的长期稳定。     

大断面软岩斜井高强度钢管混凝土支架支护技术

查干淖尔矿主斜井泥岩段围岩变形量大,速度快,巷道支护困难,结合主斜井泥岩段膨胀性软岩的工程地质条件和围岩变形特征,并结合主斜井泥岩段的巷道围岩变形特点,设计了高强度钢管混凝土支架支护方案,其中,巷道断面采用马蹄形,钢管混凝土支架主体钢管选用194 mm×10 mm无缝钢管,充填C40钢纤维混凝土,辅助金属网支护和混凝土喷层支护。通过数值分析可知,主斜井泥岩段开挖后及时施加钢管混凝土支架支护方案,钢管混凝土支架承载能力大,能够提供强大的支护反力,限制巷道围岩向巷道空间的移动,保证巷道围岩稳定和支护结构可靠。通过巷道施工和现场监测分析可知,大断面软岩巷道高强度快速支护方案易于施工,能够维持主斜井泥岩段软岩巷道围岩的稳定。     

极软岩巷道交岔点钢管混凝土支架结构设计与应用

为解决极软岩巷道交岔点支护问题,结合钢管混凝土支架和极软岩巷道围岩的力学特性,分析了钢管混凝土支架控制极软岩巷道变形的机理。对查干淖尔一号井井底车场中3个极软岩巷道交岔点支护问题采用了工程类比法进行分析,结果认为:若能充分发挥钢管混凝土的结构优势,采用"194 mm×10 mm钢管混凝土支架+钢筋网+400 mm厚混凝土喷层"的支护方案可有效控制3个极软岩巷道交岔点的围岩变形。因此,设计了适用于极软岩巷道交岔点的钢管混凝土支架结构形式:极软岩巷道交叉点钢管混凝土支架,采用由支撑架和"C"形异形支架组成的组合结构。提出了查干淖尔煤矿井底车场3个交岔点的支护方案,并进行现场支护试验。现场支护试验证明:巷道交岔点支护2 a后,收敛量小于100 mm,巷道稳定性良好。     

钢管混凝土支架在深井巷道中的支护实验研究

为解决华丰煤矿-1100m水平风井联络巷变形持续时间长、变形量大、难支护的问题,结合巷道围岩地质条件和巷道变形破坏特征,设计了以钢管混凝土支架为主的复合支护方案:支架断面为圆形,支架主体钢管采用219mm×8mm无缝钢管,充填C40混凝土,辅助锚网喷和围岩注浆加固。而后,利用FLAC3D对支护效果进行模拟分析,结果表明:巷道支护稳定后顶底板最大移近量为90mm,两帮移近量为80mm,围岩变形得到有效控制。最后,将复合支护技术成功应用于工程现场,充分证明基于钢管混凝土支架的复合支护能够有效控制巷道围岩变形,保证巷道的长期稳定。     

基于FLAC3D数值模拟的深井软岩巷道稳定性及支护方案设计研究

为了解决深井软岩巷道变形破坏严重及支护困难的问题,采用数值模拟手段及井下现场工业试验对深井软岩巷道的稳定性及支护方案进行了研究。结果表明:与矩形巷道相比,采用拱形巷道作为巷道断面的布置形状,能够有效改善巷道开挖后周边围岩的受力状态及应力值,能够在一定程度上增强巷道的稳定性;在对铜辉铜矿业深井脉外运输软岩巷道原支护现状进行相关分析的基础上,提出了"锚网+喷射混凝土+钢支架支护"的复合支护技术,经过井下现场工业试验可知,采用该复合支护方案能够有效控制软弱破碎围岩巷道的变形破坏。     

冀家垴风井车场巷道变形破坏分析及支护对策

为解决新元矿冀家垴风井车场巷道的大变形问题,研究了风井车场巷道围岩的性质,系统分析了风井车场巷道的变形破坏模式,提出了优化巷道断面结合钢管混凝土支架+锚杆的复合支护方案,运用FLAC3D对比分析了2种支护方案下的巷道变形破坏特征,并将钢管混凝土支架复合支护方案进行了现场应用。研究结果表明:在原支护方案下顶板下沉量达1 100 mm,两帮收敛量达700 mm,断面收缩率为25%～29%;巷道围岩岩性差、频繁的动力扰动、支护强度低导致了风井车场巷道的大变形;采用钢管混凝土支架复合支护方案后,风井车场巷道围岩控制较好,顶板下沉量为45～55 mm,两帮变形量为25～35 mm,保证了风井车场巷道的正常使用。     

杨庄矿软岩巷道锚杆与钢管混凝土支架联合支护技术研究

杨庄矿Ⅲ水平南大巷软岩巷道围岩强度低,黏土矿物含量高,吸水泥化现象严重,巷道围岩变形量大,锚杆失效较为普遍。结合南大巷软岩巷道围岩变形特点,设计了锚杆与钢管混凝土支架联合支护方案。巷道断面采用马蹄形,锚杆为Φ20 mm×L1800 mm的左旋螺纹钢锚杆,钢管混凝土支架主体钢管选用Φ194 mm×L8 mm无缝钢管,灌注C40核心混凝土。结合理论计算可知,设计支护方案的极限承载能力大于南大巷围岩荷载,能够维持巷道围岩的稳定。通过数值分析和现场监测分析可知,巷道围岩变形较小,锚杆和钢管混凝土支架支护作用力均小于其极限荷载,支护结构稳定,所以锚杆与钢管混凝土支架联合支护方案满足了Ⅲ水平南大巷软岩巷道支护的要求。     

高应力巷道钢管混凝土支架支护技术研究

针对煤炭资源深部开采中面临的高应力巷道围岩控制难题,在鹤壁三矿三水平变电所泵房硐室和带式输送机巷返修中进行了钢管混凝土支架支护实验。将巷道原支护结构拆除掉,将巷道扩大至原断面,并进行锚网喷初次支护,然后进行钢管混凝土支架支护,并在两帮和顶部预留围岩变形空间,便于围岩释放压力。     

穿层软岩巷道锚固支护技术研究

在穿层软岩巷道掘进过程中,围岩性质不断发生变化。为了有效控制巷道变形,提出了"注浆锚索+注浆锚杆+钢筋网+喷射混凝土"组合支护技术,并在金能煤业东翼集中回风上山巷道进行工程应用。针对不同岩层段围岩性质表现出的差异性,分别对细粒砂岩段以及砂质泥岩段巷道进行支护设计。通过现场监测反馈,巷道围岩稳定性得到提升。     

三掩护支架及三角区支护配套撤架技术研究

为了解决以往撤架工艺中三角区空顶面积大、支护强度弱、人员作业区域安全隐患大等问题,采用“三掩护支架及三角区支护[1]配套撤架技术”替代“双掩护支架”[2]撤架工艺,该工艺在8310工作面应用成功,实现了支架的顺利撤出,避免了压架事故的发生。     

液压支架支撑结构的改进设计与计算

针对传统液压支架四柱或两柱支撑结构中四连杆设计的难点与不足,提出了使用八柱支撑结构代替四连杆结构的液压支架改进设计方法,介绍了液压支架的结构与特点,讨论了改进结构的设计方法与优点,计算了立柱受力状况,为液压支架的设计提供借鉴。     

大工阻支撑掩护式液压支架设计

阐述设计大工阻支撑掩护式液压支架的必要性,结合现有技术,设计出了工作阻力为10 000 kN,采高为2 600~4 800 mm的大工阻支撑掩护式液压支架。     

液压支架支护强度的分析计算

根据某煤矿4#煤层的实际顶、底板条件,利用FLAC 3D软件,对液压支架的支护强度进行了数值模拟计算。针对具体的支护强度,给出了垂直应力云图和垂直位移云图。与岩重法相比,FLAC 3D数值模拟的计算结果相差不大,具有一定的应用价值。     

煤矿锚杆支护技术的进展

１　概述　　大多数采用长壁工作面开采的煤矿面临的主要障碍是采区巷道掘进和支护问题。锚杆支护过程是妨碍煤炭开采进度的“瓶颈”,在一个工作面采煤循环中所占的时间最长。房柱式开采煤矿面临同样的问题。当锚杆支护密度较大时,如果将锚杆支护的时间缩少一半,工作面煤炭产量几乎可以提高１倍。　　连续采煤机的设计开机率一般超过９５％,但一天内的实际开机时间只有４．７～７．２ｈ。为了改变这种状况,需要采用一种综合系统方法,该方法将煤炭开采、顶板支护、煤炭运输、通风、设备维修和材料供应各环节进行合理配置、系统优化,以…     

液压支架悬臂支撑的有限元分析

根据有限元法的基本原理和解决问题的基本思路,对液压支架前梁所受的内力进行了分析。且用有限元分析软件ANSYS对液压支架前梁进行平面静力分析,在分析中把计算的理论值与ANSY的计算结果作了对比,发现理论解和ANSYS解非常接近,此方法可以推广到更为复杂的变截面梁。     

预应力U型钢支架及支护技术的研究和应用

根据支架与围岩共同作用的原理,通过围岩位移与支架压力关系的数值模拟和现场实践,对预应力U型钢支护技术进行了研究。扼要介绍了预应力U型钢支架特性及其应用情况。     

卸压支护及锚带加强支护技术在架棚支护巷道的应用

在复合顶板及压力集中区域内用工字钢架棚支护方式下,采用卸压支护及锚带加强支护技术,减轻了棚子的压力,有效地控制了棚子变形,满足了支护的要求。     

超前支护液压支架四连杆机构的优化设计

针对目前液压支架在升降过程中顶梁运动范围过大的问题,根据四连杆的设计要求,计算了四连杆机构的各部分尺寸,通过C++的MFC编制应用程序对四连杆机构进行了计算机优化设计,得到了支架顶梁运动曲线及顶梁的最大运动宽度为29.9 mm,满足顶梁运动轨迹最大宽度在70 mm的要求。     

组合滑移支架在复合型顶板支护中的应用

介绍了组合滑移液压支架在复合型顶板采煤工作面的应用,通过对复合型顶板工作面压力规律分析、支护强度计算、现场顶板的管理、支护效果分析和生产过程中遇到的问题及处理措施的论述,说明了组合滑移支架适合滴道盛和煤矿的地质状况并能够满足矿井生产需求。