松软破碎围岩巷道矿压治理实践分析

针对司马矿二采区猴车巷里段部分区段巷道破坏严重的问题,设计新的中空注浆锚索支护方案进行改进补强支护,将原支护设计和改进支护方案设计进行比对,分析改进支护方案在各个时间节点的变化及原因。     

开拓巷道过破碎带及断层围岩控制实践

为了解决马道铁矿开拓巷道过破碎带和断层地段支护难的问题,提出了锚、架、注联合支护方案,实践证明这种支护方式很好地控制了巷道围岩的变形,保证了巷道的稳定性,满足了矿井的生产要求,且经济效益明显,具有推广应用价值。     

非静水压力条件下巷道围岩破碎区应力分布特征

煤矿巷道围岩的应力状态与稳定性关系密切,尤其是巷道围岩破碎区的分布范围及应力分布特征的研究,对于确定巷道支护方案,提高巷道围岩稳定性具有重要的理论意义和工程指导价值。以非静水压力条件下圆形巷道围岩破碎区分布范围为研究对象,建立了非静水压力条件下巷道围岩应力状态分析的力学模型,给出了非静水压力条件下圆形巷道围岩破碎区及塑性区的应力与位移的解析解,对比分析了2者随埋深及侧压系数的变化特征。以辽宁大兴煤矿北二采区902工作面运输巷道为工程背景,通过数值分析和理论计算,对比分析了巷道围岩破碎区的应力与位移随埋深及侧压系数的变化特征,评价了围岩稳定性。研究结果表明:在巷道掘进后围岩环向正应力的变化明显比径向正应力剧烈,围岩破坏的主要形式是沿纵向开裂;由于不同区域的围岩变形特征不同,使其黏聚力及内摩擦角等物理力学参数的大小存在差异,从而导致围岩破碎区、塑性区和弹性区边界应力产生不连续现象;在一定埋深范围内巷道围岩破碎区及塑性区范围随埋深的增加而线性增大。当巷道埋深较小时,巷道围岩破碎区较小,巷道处于相对稳定的状态。当埋深较大时,巷道左、右两帮处较顶底板更易发生失稳破坏;塑性区及破碎区半径的比值随埋...     

采动巷道软弱顶板塑性破坏演化规律与支护方案

软弱顶板条件下,巷道在原岩应力与采动应力叠加作用下会出现深度较大的塑性破坏区,引发剧烈的巷道围岩变形,甚至出现冒顶隐患。为掌握采动过程中塑性区在软弱顶板中的演化规律,以敏东一矿回采巷道为工程背景,系统研究了采动前后巷道围岩塑性区分布与演化特征,结果表明:在本工作面超前支承压力和上区段工作面采空区侧向支承压力的叠加影响下,采动巷道周边两个主应力比值急剧升高,同时,受邻近工作面覆岩移动影响,巷道围岩周边应力中的最大主应力方向也将发生大幅度的偏转。伴随着软弱顶板采动巷道围岩主应力大小和方向的不断演化,最大塑性破裂深度逐渐扩展且朝向顶板,塑性区扩展过程中会出现隔层分布现象,顶板剧烈变形主要是由塑性破坏产生,各层位顶板的破裂顺序依次为浅部塑性破坏、高位软岩塑性破坏和中位岩层的破裂。中部层位的断裂破坏一般滞后于高位穿透塑性区的形成。期间巷道围岩出现严重的非均匀性大变形,支护难度极大。据此提出了以注浆锚索为核心的顶板控制方法,注浆层位应主要集中在采动期间发生高位穿透塑性破坏的层位,注浆覆盖范围应不小于高位穿透塑性破坏的分布范围,巷道顶板变形监测结果表明,顶板控制效果良好,顶板未出现安全隐患且变形量在允许范围内。     

注浆钻孔围岩塑性区形态和弹性应变能量分布特征研究

煤矿井下注浆可以加固围岩,更好的保证煤矿的安全生产,然而注浆钻孔的间距设计经常无优化方法。本研究通过研究注浆钻孔周围塑性区分布、弹性应变能分布特征与规律,获得一种确定注浆钻孔间距设计的思路。研究结果表明,塑性区的分布可以为浆液的扩展通道提供参考,当应力条件决定的塑性区形态为蝶形时,可以以蝶叶之间的互连作为注浆孔间距确定的原则之一;弹塑性介质应变能分布云图与塑性区分布关系密切,当通过注浆孔向围岩施加压力时,浆液大概率沿着蝶叶的方向进行扩展,作为能量释放的通道;弹性能的变化规律同样与塑性区的变化规律相同,蝶形塑性区形成时,弹塑性模型储存应变能明显增大,纯弹性模型和弹塑性模型的弹性能差值较大。在进行注浆钻孔间距设计时,可以从塑性区的相连、弹性能的释放程度角度考虑,获得最优的间距结果。本研究为通过塑性区分布、弹性应变能分布确定注浆钻孔间距提供了一种新的方法。     

顾桥矿深井软弱破碎岩硐室支护技术

结合顾桥矿中央变电所硐室变形破坏的实际情况,分析了硐室变形破坏的主要原因,提出了硐室全断面注浆加固、底板采用深孔锚索注浆加固的修复方案;通过近2个月的现场观测表明该治理措施加固软弱破碎、穿越断层巷道的效果较为明显。     

软弱破碎围岩巷道返修支护技术实践

通过对软弱破碎围岩巷道破坏机理的分析,从巷道破坏的薄弱环节入手,研究采用高强度型钢结合喷注浆支护技术进行软弱破碎围岩巷道的返修,同时对巷道底板采取有效的卸压措施。经实际应用,取得了较好的效果。     

软弱破碎围岩巷道返修支护技术研究与实践

 本文通过对软弱破碎围岩巷道破坏机理的分析,从巷道破坏的薄弱环节入手,研究采用高强度型钢结合喷注浆支护技术进行软弱破碎围岩巷道的返修,同时对巷道底板采取有效的卸压措施,经实际应用,取得了令人满意的效果。     

主应力方向变化对巷道围岩塑性区形态特征的影响

为了研究深部巷道围岩塑性区在不同方向垂直主应力作用下的扩展规律,结合江西曲江煤矿实际条件,采用现场调查、数值分析等方法,对不同方向主应力影响下深部巷道塑性区形成及扩展规律进行分析,研究结果表明:(1)垂直主应力方向的改变会影响巷道围岩蝶形塑性区蝶叶的扩展方向,蝶形塑性区总会朝向垂直主应力偏转方向转动相近的角度;(2)巷道围岩的变形量与巷道临空面纵向塑性区深度成正相关,巷道临空面塑性区深度越深,巷道断面向内部收缩越严重.     

基于塑性区扩展的采动复合顶板巷道围岩变形数值模拟

为了研究采动影响下的复合顶板巷道大幅下沉问题,以江西曲江煤矿212工作面风巷为例,采用现场调查、数值分析等方法,对巷道围岩应力状态,塑性区形成及扩展进行了分析,研究结果表明:受工作面回采期间的采动影响,巷道顶板垂直应力增大,最大主应力方向向着工作面采空区侧发生不同程度的偏转;最大主应力方向导致巷道围岩蝶形塑性区旋转,并且两者的旋转具有高度一致性;当巷道围岩塑性区蝶叶扩展至顶板正上方时,锚索锚固端全部处于塑性区内,使得锚索完全失效,同顶板一同下沉。     

矩形巷道围岩塑性区宽度研究

以极限平衡理论为基础,运用Zienkiewicz-Pande准则推导出矩形巷道围岩塑性区宽度的解析解。通过实例进行计算,利用单因素分析法分别分析了影响塑性区宽度变化的4个主要因素,得出其变化规律,并且将Zienkiewicz-Pande准则解与Mohr-Coulomb准则解和DruckerPrager系列准则解进行了对比。     

软弱夹层厚度对巷道围岩稳定性影响研究

为得出软弱夹层厚度对巷道围岩稳定性影响规律,以3_上712工作面运输巷为工程背景,采用数值模拟和现场监测等综合研究方法,研究了不同软弱夹层厚度与巷道围岩变形特征及应力分布之间关系,并对3_上712工作面运输巷提出了支护优化措施。结果表明,随着软弱夹层厚度的增加,巷道顶板上方下位坚硬岩层区域应力值逐渐减小,巷道顶板塑性区破坏面积逐渐增大;且不同软弱夹层厚度会导致不同的顶板破裂形态,巷道含软弱夹层顶板出现了明显的非连续破坏,顶板破裂区具有明显的隔层扩展特性。经现场实践,巷道位移量在40 d后基本趋于稳定,巷道的顶板、两帮及底鼓量分别达到53 mm、46 mm、41 mm,有效控制了巷道围岩变形量。     

破碎顶板巷道围岩支护技术实践

31103运输巷在顶板破碎、松动破坏范围大、围岩承载能力差以及围岩支护参数不合理等多重因素影响下呈现顶板离层量大、支护困难以及围岩变形严重等问题。结合31103运输巷现场条件,提出采用锚网索+注浆+喷浆方式支护,综合使用超前注浆、围岩喷浆、长锚索以及滞后注浆方式实现破碎顶板巷道围岩加固、支护。现场应用后,运输巷顶底板、巷帮变形量分别控制在89 mm、148 mm以内,围岩变形量较小,可满足巷道掘进及后续使用需求。     

软弱破碎岩石巷道施工技术

北沼河铁矿-1lOm水平重车线巷道掘进过程中，发生了多次塌方冒顶，影响工程进度和质量。为此，针对不同岩层，先后采用锚喷网加素混凝土和锚喷网加25U型钢支架联合支护，控制住了巷道顶部冒落，达到了预期效果。     

软弱破碎顶板巷道围岩变形机理及控制技术

针对软弱破碎顶板巷道支护困难的问题,通过现场调查和钻孔探测发现软弱破碎顶板巷道围岩具有自稳平衡拱结构,但极不稳定,在扰动作用下表现为局部到整体的连锁失稳特征。现场取样进行试验,发现顶板破碎岩块强度低,帮部煤块裂隙发育、底板泥岩软弱是造成巷道全断面变形失稳的主要原因。原支护棚架架型不合理、接顶效果差、支护缺乏整体性以及支护系统不能协调变形是导致巷道失稳的直接原因。进一步试验表明,该巷道的软弱破碎岩样在侧限约束条件下压实后具有较高的承载能力,在无侧限约束条件下则难以自稳。掺入一定水泥进行胶结后形成的弱胶结岩体,其稳定性和承载能力有明显提高。结合普氏自然平衡拱理论和"类双曲线"模型,构建了软弱破碎顶板巷道围岩"抛物线-半双曲线"破碎边界扩张模型,发现软弱破碎顶板载荷呈指数形式增长,当帮部煤体不稳定时顶板载荷急剧增加,而底鼓是造成帮部失稳的重要因素。因此,提出了强力控制软弱破碎顶板,强化约束帮部煤体,加强隔水预防巷道底鼓的控制原理和"控顶先固帮,固帮先护底"的支护原则。针对州景煤矿5305工作面的实际情况提出了"双层金属网+喷射混凝土+预支撑囧形棚架+可缩性纵向连接器"的组合控制技术,经初步的现场工程实践,取得了较好的支护效果。     

注浆锚索在破碎岩层巷道中的施工与应用

注浆锚索工艺在破碎岩层中巷道施工应用,支护作用较好,应用于大断面巷道支护效果更为明显。利用中空锚索并采取注浆方法施工,减少了巷道的维修量,从而减少了巷道维修成本。实践表明,注浆锚索在破碎煤岩层掘进巷道中有较好的应用前景。     

浅谈巷道围岩塑性区半径计算

通过对Morh-Coulomb和Drucker-Prager两个屈服准则在不同的影响因素下比较巷道围岩的塑性区半径,最终得到两种屈服准则的不同特点以及在工程设计中应用情况。     

基于高强锚注支护技术的巷道稳定性研究

为了对巷道进行有效支护,研究了高强锚注支护对巷道稳定性的研究,分析了高强锚注支护系统,主要是对新型中空注浆锚索、中空注浆锚杆、水泥注浆添加剂以及施工设备的分析。采用FLAC^3D数值模拟软件,分析了不同锚注条件下塑性区、应力分布,并进行了现场试验。研究得出,高强锚注支护能够有效控制巷道围岩。