桁架锚索在高应力大断面煤巷中的应用研究

针对邢东煤矿大断面煤巷在高应力作用下,巷道围岩大变形的控制问题,通过现场调研,对大断面煤巷围岩变形机理进行了理论分析,探讨了大断面煤巷围岩稳定性控制的针对性支护策略,最终提出了预应力桁架锚索支护方案。实践证明:预应力桁架锚索支护技术有效的解决邢东矿2223工作面运输巷支护问题,节省了施工成本,改善了支护效果,提高了巷道围岩的稳定性,对同一水平的其它大断面煤巷支护提供了借鉴意义。     

大断面矩形巷道支护参数设计研究

文章针对坚硬顶板下矩形巷道断面加大后的围岩稳定性控制问题,对未支护过的大断面矩形巷道进行锚杆支护设计,介绍了扁椭圆巷道围岩破坏范围的计算方法,并对大断面矩形巷道的锚杆锚索联合支护进行计算设计,采用数值模拟探究支护后的巷道围岩变形情况,最后对巷道的围岩变形及变形速率进行现场长周期监测。数值模拟结果显示,围岩应力主要集中于顶板左右边角处。巷道围岩最大主应力和水平应力均在锚杆承力范围内。现场监测结果显示,锚杆支护后,围岩顶板最大位移158mm,两帮最大位移61mm。围岩变形相对大断面较小,并在检测周期结束时,围岩几乎不再变形。文章介绍了坚硬顶板大断面巷道锚杆支护计算方法,并通过数值模拟和现场监测验证了支护效果,可对相关巷道断面扩大围岩支护工程提供一定经验。     

深部软弱围岩大断面切眼支护技术研究

针对红庆河煤矿大采高综采工作面开切眼断面大、埋藏深、巷道围岩软弱、支护困难的情况,提出了仅采用锚网索进行支护的技术。通过数值模拟、现场试验和巷道围岩岩性分析,确定两次开切眼支护参数,锚杆预紧力不低于杆体屈服载荷的40%,采用8m锚索进行补强支护,通过高预紧力强力支护,控制切眼围岩早期的离层和变形。监测结果表明:锚网索支护可以有效地控制深部高应力、软弱围岩、大断面切眼的变形,支护效果好。     

湖西矿深部大断面软岩巷道支护参数优化设计

深部软岩巷道应力环境复杂,围岩性质多变,尤其是大断面巷道支护异常困难。文章针对湖西矿800m采深的31102大断面巷道,在对其围岩力学性质及高应力下的蠕变特性实验研究基础上,通过数值模拟研究不同支护参数条件下巷道围岩变形规律,获得了优化后的支护方案,并对现场支护效果进行了监测分析,巷道支护效果显著,达到预期效果。     

深部穿层巷道非对称变形机理及控制对策研究

针对深部穿层巷道围岩非对称变形破坏特征,对其破坏机理及控制对策进行了数值分析和工程试验研究。结果表明,受埋深大、高地应力,特别是水平构造应力的影响,原支护下巷道围岩出现了非对称大变形破坏,穿层巷道断面与岩层倾向成钝角部位表现出最先破坏的关键部位特点;非对称破坏主要表现为围岩结构的非对称性影响下产生的不同岩层间的剪切滑移变形及高应力作用下的软弱岩层挤出变形等错位变形。结合现场工程地质条件,提出了锚网索+底角锚杆的非对称耦合支护对策,对关键部位进行了加强支护,有效地遏制了围岩的非对称变形,消除了巷道围岩的错位变形,提高了巷道围岩整体稳定性,现场应用效果良好。     

大埋深易自燃煤层大断面沿空巷道围岩支护技术

针对千米深井易自燃煤层综放工作面沿空巷道围岩应力高、变形量大、漏风严重、瓦斯易超限等难题,分析了巷道变形破坏及瓦斯超限机理;在此基础上,提出高强高预紧力锚杆(索)+W宽钢带的大断面沿空巷道围岩强化支护技术。与原方案相比,该支护方案能够有效提高围岩整体刚度、减小巷道变形量和塑性区发育范围。现场工业性试验表明,采用高强高预紧力锚杆(索)+W宽钢带支护技术,巷道整体变形量小、瓦斯超限现象消失,有效保障了工作面的安全回采。     

井底大断面关键永久硐室围岩变形机理及其控制技术

为解决井底大断面换装硐室一次支护围岩大变形问题,基于成庄煤矿大断面硐室围岩地质力学条件和变形特征,采用理论分析、数值模拟和现场试验的方法从大断面硐室围岩应力分布特点和支护承载结构稳定性两方面分析了大断面硐室围岩变形破坏的原因,并针对硐室围岩变形破坏的特征及其控制要求,研究提出在注浆原位加固提高原有锚网支护与围岩共同形成的支护承载结构完整性和强度的基础上,进一步采用全长预应力锚固强力锚索增强支护承载结构的稳定性的技术方案,对成庄矿井底大断面关键永久硐室进行二次加固。试验结果表明,巷道围岩变形量为8mm,底鼓为13mm,有效控制了硐室围岩的大变形。     

深井泥岩顶板回采巷道破坏特征及支护设计

深井泥岩顶板回采巷道围岩变形量大、支护困难。通过对在古汉山矿15采区原支护方案回采巷道变形破坏分析,采用现场实测与数值分析方法对其围岩的收敛特点进行了对比,提出了预留断面强力锚杆-锚索协调支护技术,并对设计方案进行工业性试验与数据监测。结果表明:顶板泥岩的膨胀及高应力环境是巷道围岩失稳的主要原因,巷道呈凸出式收敛,四角成应力集中区,采用设计方案后,围岩顶板离层量小于50 mm,巷道围岩收敛量小于250 mm,巷道围岩稳定,支护效果显著。     

大断面巷道围岩变形机理及其控制技术研究

为解决大断面巷道断面大、跨度大、围岩易破坏变形、支护难度大的问题，结合乌苏四棵树煤矿8#井B51204运输顺槽地质条件及现场实际开采情况，对大断面巷道围岩变形破坏机理进行研究分析，通过FLAC3D软件对巷道应力及位移演化特征进行计算和分析，根据分析结果提出锚网索联合支护方案。工业性试验结果表明，采取优化的支护方案后，巷道顶板离层量最大为17 mm，顶、底板最大变形量为67 mm，两帮相对位移量为29 mm，实现了控制巷道围岩变形破坏的目的，为类似条件下大断面巷道支护提供了借鉴。     

深井高应力高突区域回采巷道变形特征及控制

针对首山一矿工作面回风巷掘进过程中围岩强烈变形的难题,综合现场调研、煤岩试验、理论分析及井下试验与实测等方法,对其变形破坏特征和巷道支护难点进行了分析,提出了针对此类巷道围岩控制的关键技术。结果表明,巷道变形速度快、底鼓严重、巷道累计变形量大是首山一矿回风平巷变形的主要特征;采用的高预应力高强锚杆支护系统、锚杆锚索协调支护技术、让抗结合、预留断面技术以及关键部位支护补强技术,有效地控制了巷道围岩的大变形。工业试验结果表明,支护后的巷道两帮变形量基本控制在180 mm以内,巷道顶板下沉量基本控制在170 mm以内,提出的支护技术对深部巷道围岩变形的控制效果良好。