软岩巷道底鼓治理及支护对策研究

某矿主采煤层为8煤,底板为铝质泥岩,属软岩底板,见水易膨胀造成巷道底鼓。轨道大巷竣工后底鼓剧烈,最大底鼓量达500 mm,严重影响巷道的正常使用。通过采用底角锚杆+反底拱联合支护技术进行处理,取得了良好效果,为治理软岩巷道底鼓探索出了一条有效途径。     

膨胀性软岩巷道底鼓防治技术探讨

膨胀性软岩巷道底鼓防治是软岩巷道支护中的一项技术难题。陕西彬长矿区大佛寺矿402采区水仓底板为铝质泥岩,支护困难,在对巷道底板破坏机理进行分析的基础上,提出了底角锚杆+钢筋混凝土反拱支护方案,在大佛寺矿实践中取得了良好的支护效果,为膨胀性软岩巷道底鼓防治提供了宝贵的经验。     

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。     

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。     

煤矿坚硬顶板回采巷道底鼓控制技术研究

针对国投塔山煤矿10209回采巷道生产地质条件,分析了回采巷道在采动影响下巷道底鼓机理及控制技术。通过分析,回采巷道底鼓主要影响因素为采动过程中的超前支承压力,建立底板岩层滑动力学模型,提出加强两帮支护强度及安装底角锚杆对底板岩层进行控制的思路。以国投塔山煤矿10217回采巷道为背景进行现场工业性试验,表明底鼓控制方案安全可靠,为坚硬顶板软岩底板回采巷道底鼓控制提供依据。     

高强双底角锚杆控制底鼓技术在深软岩巷应用

深部巷道的底鼓问题,不仅增加了巷道卧底等巷道修护工作量,而且会影响通风、行人和运输安全,增加安全管理的难度。经过多年实践,利用底角锚杆控制巷道底鼓的技术已逐步推广,并取得了一定的支护效果。通常采用的Q335普通螺纹钢单底角锚杆,因其加固底角范围相对较小,支护强度和锚杆杆体屈服强度较低等原因,在深部软岩巷道治理底鼓的效果不理想。根据底角锚杆控制底鼓的作用机理和对底角锚杆受力分析,选择强度更高的Q500螺纹钢锚杆,并采用双底角锚杆的布置方式,在深部巷道的应用中取得了较好的底鼓治理效果。     

综采工作面软岩煤巷围岩变形原理及控制技术

为解决察哈素煤矿软岩煤巷受采动影响产生的围岩变形和支护困难问题,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,分析多次采动影响下巷道片帮和底鼓机理,得出护巷煤柱合理留设宽度,并在原支护方案的基础上设计31采区巷道改进支护方案。研究结果表明:该矿巷道底板为膨胀-挠曲复合型底鼓,煤柱片帮主要受煤柱尺寸影响。加大煤柱留设宽度至25 m可有效降低煤柱内侧向应力峰值和底板底鼓变形,减轻煤巷片帮;采用"补打底角锚杆+增加两帮支护密度+增加锚杆(索)长度"综合补强措施,可增强煤柱自承力和控制底鼓变形,有效控制现场围岩变形和破坏。     

岳城煤矿15煤大巷底鼓机理分析及控制技术研究

针对岳城煤矿15煤底板软岩巷道底鼓严重的问题，采用实验室实验、数值模拟和现场监测等方法，研究了巷道底板矿物成分及蠕变特性对底板变形破坏的影响，揭示了15煤巷道底鼓机理，并提出了加固支护对策。研究结果表明，底板泥岩中矿物成分占比分别为黏土矿物高岭石约80%、石英约17%,为高岭石型泥岩。利用FLAC^3D数值模拟软件中的Burgers-Mohr蠕变本构模型，模拟分析了巷道底鼓量与巷道跨度、底板泥岩厚度、顶底板强度之间的关系。随着巷道底板泥岩层厚度的增加，底鼓量呈现出先增加后减小的趋势，当底板泥岩厚度约为10 m时，巷道底鼓量达到最大值；随着巷道跨度的加大，巷道最大底鼓量呈现出负指数增长趋势，且最大垂直变形量出现在巷道中轴线处。同时，巷道硬顶软底的特殊地质条件对巷道底鼓起到了重要作用。据此，提出了“降低巷道跨度+让压起底+底板加固”的控制技术，确定起底时间为掘进后90 d,底板加固采用“底角锚杆+底板锚索+反拱梁+混凝土封闭底板”的联合控制方案，并进行了现场工业性试验，取得了较好的实践效果。     

深部软岩巷道底鼓破坏机理及支护对策研究

该文通过研究软岩巷道底鼓的力学机理并对底鼓机理进行了分类,获取了软岩巷道底鼓的主要影响因素;提出了控制底鼓的支护措施;在此基础上通过数值模拟优化了支护参数,提出了一种新型控制底鼓的支护技术—锚网喷+锚索+底角锚杆支护技术。工程实践表明:在复杂的软岩支护中,该技术取得了令人满意的效果,能有效控制巷道底鼓。     

防止软岩巷道底鼓的水平锚杆支护参数确定方法

提出了一种在巷道两帮打入水平锚杆用以防止软岩巷道底鼓现象的方法。在分析巷道底鼓产生原因的基础上, 结合抗滑桩绕流阻力理论, 从理论上确定了锚杆支护参数。在不考虑围岩内粘聚力的情况下, 对水平锚杆和底角锚杆防治软岩巷道底鼓的参数、施工工艺进行了对比, 列举了各自的优点与不足。     

软岩大变形巷道围岩稳定性技术研究

贵州大方煤业小屯煤矿沿空巷道在工作面回采期间围岩稳定性差、两帮移近量大、底板鼓起严重。针对以上问题,提出了软岩大变形巷道围岩稳定性控制技术,采用加长巷道帮部锚杆长度、在巷道底部施工底角锚杆、留设底煤配合底板铺设土工膜防水等措施对巷道围岩变形情况进行综合防治,实践表明,该工艺能够较好地控制软岩巷道围岩变形情况,提高沿空巷道的整体稳定性。     

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。     

复杂环境下巷道底鼓影响因素及控制技术

针对复杂环境下巷道发生严重底鼓的问题,理论研究了巷道底鼓围岩稳定性及位移计算方法,模拟研究了不同巷道宽度、巷道高度及侧压系数条件下巷道底鼓量变化趋势,结果表明:两帮岩石的挤压力作用是发生底鼓的重要原因,底鼓量与巷道宽度及两帮移近量有关。侧压系数对巷道底鼓影响最大,巷道宽度次之,巷道高度对底鼓影响最小,在λ为0.5~1.2的范围内,底板主要表现为挤压流动性底鼓。采用超挖锚固回填+底角锚杆的底板控制技术,实现了对复杂环境下底板的有效控制。     

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。     

软岩巷道底臌机理分析及防治技术探讨

软岩巷道底臌防治技术是软岩巷道支护中的一项技术难题。陕西彬长矿区大佛寺矿在对矿井大巷底臌机理进行分析的基础上,提出了底角锚杆+底板注浆+底板锚索耦合支护技术方案,在实践中取得了良好的支护效果,为软岩巷道底臌防治提供了宝贵的经验。     

底角锚杆在深部软岩巷道底鼓控制中的应用研究

底鼓作为深部软岩巷道围岩变形与破坏的主要形式之一,一直困扰着贵州开磷集团马路坪矿。通过对700m中段运输大巷变形状况的实地调查,以及对底鼓因素的理论分析,同时运用数值模拟方法,研究底角锚杆在控制底板变形中的受力特征,从而提出底角锚杆控制底鼓的工作机理。通过对三种底锚形式(单排底锚、双排底锚以及垂直底锚)的数值模拟对比,得出如果在高地应力情况下,安设垂直底锚能够防治由于较高的应力集中而形成的剪切破碎带随着破坏的发展、剪切带贯通而形成的楔形破坏。同时加设双排底锚,利用材料自身的抗剪强度,切断底板基角部位的塑性滑移线,使应力向岩体深部传递,最终有效地控制巷道底鼓。     

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。     

回采巷道破碎底板底鼓机理及控制对策

针对义棠煤矿10502工作面回采巷道发生强烈底鼓的现象,采用现场实测、室内岩石力学试验及理论分析相结合的方法,建立回采巷道底鼓力学模型,对底鼓机理及其控制对策进行研究。结果表明:对于破碎底板围岩,在两帮煤体传递的支承压力作用下形成塑性滑移线场,当一定宽度内煤体底板围岩产生的被动朗肯区宽度等于巷道宽度时,定义这一宽度为底鼓影响区;底板围岩破碎的回采巷道发生底鼓的主要原因是底鼓影响区内的垂直应力超过底板岩体的极限载荷;通过施加底角锚杆,既能切断底板塑性滑移线,阻止围岩移动,又能起到"销钉"作用,对底板"弱面"进行加固,提高其抗剪切强度,从而控制底板围岩;当底角锚杆的支护强度达到0.5 MPa时,监测结果显示随着工作面推进回采巷道最大底鼓量仅为86 mm。     

厚煤层综放工作面高强度开采底鼓防治技术

为提高厚煤层综放工作面开采效率,运用相似模拟、数值分析和现场监测等手段,分析综放高强度开采工作面所面临的矿压显现明显、巷道底鼓严重等机理,针对其上覆岩层顶板破坏特征及煤岩层活动规律,对矿压显现特征、巷道底鼓变形特点等进行研究,结果表明:两侧采动影响下回采巷道底板岩层存在零位移等值线和零应变等值线,并确定了底板零位移点、零应变点最大深度分别为1.9、3.4 m。由此提出综放高强度开采巷道底鼓控制关键技术,,即:首先通过对穿锚索、补打高强让压锚杆等措施加强两帮支护,其次采用长2.4 m的水力膨胀锚杆将锚杆锚固端深入底板拉应变压缩区,通过锚杆的主动锚固力与锚固端围岩向下压缩施加给锚杆的附加锚固力,增大底板岩层抗弯刚度限制底鼓,同时将底板底角处锚杆布置为45°倾角,限制该范围内高剪切应力作用。     

大断面软岩巷道底鼓机理及控制对策研究

针对大断面软岩巷道在开挖支护后所表现出的底鼓现象,对其耦合控制对策进行了数值模拟及工程应用研究。对大断面软岩巷道底鼓变形机理研究表明,大断面软岩巷道底角是支护的关键部位;巷道是一个有机整体,单一的支护效果并不明显,必须进行全断面支护。基于上述研究,提出底鼓耦合控制对策,即在锚网索耦合支护的基础上,利用底角注浆锚杆对关键部位进行加强支护,从而达到控制巷道底鼓变形的目的。数值模拟与工程应用结果表明,采用底鼓耦合支护形式,可以有效地控制围岩底鼓变形,巷道围岩稳定性大大提高。研究结果对于大断面软岩巷道底鼓控制具有一定的指导意义。