超前锚杆预支护在梅山铁矿软岩巷道的应用

在矿山井巷施工中,经常要穿过松软岩层、断层及破碎带,由于巷道顶板松散破碎,围岩自稳时间极短,往往一掘即冒,为有效约束围岩在爆破后的一定时间内不发生坍塌,从而为工程正常开挖和系统支护提供安全的作业时间,在梅山铁矿二期延伸工程软岩巷道施工中,采用超前锚杆预支护技术对巷道顶板提前进行加固,在其保护下进行后续开挖、出渣和衬砌等作业,有效避免了巷道冒顶事故的发生。现场实践表明,实施超前锚杆预支护对于提升松软破碎岩石巷道施工安全和加快施工进度具有显著作用和重要意义。     

隧道软弱围岩超前预支护技术分析

根据超前预支护在不同软弱围岩隧道施工中的应用，归纳了不同预支护方法的施工工艺及施工中应注意的质量问题，并对其进行了比选。提出必须因地制宜、灵活地选用预支护方法，达到既保证安全施工，又降低工程造价的目的。     

超前锚杆预支护在过断层破碎带施工中的应用

开掘工程巷道施工中,遇到大断层破碎带时,采用正常的锚网喷施工工艺,爆破后断层带围岩得不到及时控制,容易造成顶帮塌冒。采用高强树脂锚杆超前预支护,超前控制加固断层带松软破碎围岩,爆破成型率得到提高,有利于实现安全生产和快速掘进。介绍了黄沙矿采用超前锚杆预支护在-350 m回风石门施工穿越断层松软破碎带的实践应用和取得的效果。     

软弱围岩施工技术在苏桥煤矿基建工程中的应用

阐述了超前预支护施工技术,通过对苏桥煤矿基建工程中锚杆超前支护的施工应用,总结了超前预支护技术在通过软弱围岩时的作用。     

深部松软煤层巷道围岩超前预加固优化技术研究

随着开采深度的增加,"三高一扰动"的复杂地质力学环境使得深部煤层巷道围岩结构变得松软、破碎。在此条件下开掘巷道,往往容易出现大面积掉顶、折帮等工程事故,严重影响正常掘进和安全生产。在掘巷前对巷道前方松散、破碎岩体进行超前预加固处理,可以优化围岩结构,有效保证巷道围岩强度,从而控制顶板或杜绝冒顶事故的发生。通过数值模拟的方法分别对单根锚杆和锚杆群的超前预加固技术进行了较全面的研究,对超前锚杆长度、刚度及布设角对预支护加固效果的影响进行了分析,对巷道围岩超前预加固优化设计和施工具有重要的理论和实践意义。     

大管棚预注浆超前支护在大跨隧道施工中的应用

阐述了秦岭终南山特长公路隧道东线北口堆积体段超前大管棚的施工，通过监控量测结果进行分析，总结了超前预支护技术在通过软弱围岩时的作用。     

松软破碎围岩巷道变形机理及非对称控制

以红岭煤矿15141综放工作面回采巷道为研究背景,综合采用现场调研、理论计算、数值模拟和工业性试验等手段,研究了采动应力作用下松软破碎围岩应力分布规律,据此确定了合理的护巷煤柱宽度,并揭示了松软破碎围岩巷道应力演化规律及变形机理;针对性地提出了松软破碎围岩巷道非对称控制技术。现场试验表明:留设窄煤柱护巷并采用高阻力、高预应力、非对称耦合支护与高水速凝材料注浆加固技术相结合,可以有效控制采动应力影响下松软破碎围岩巷道变形,保障巷道在服务期间的围岩稳定。     

采场覆岩结构下的极近距离煤层开采技术研究

掌握围岩运动规律和矿压显现规律,顶板的运动步距,顶、底板移近量,分析支架与围岩的受力关系,进行顶、底板分类、控制设计。找出基于采场覆岩空间结构下极近距离煤层松软顶板的"支"与"护"的最佳方案,解决极近距离煤层松软顶板的控制方法,找出适合于极近距离煤层松软顶板条件下采场顶板控制技术。     

隧道顶管预支护的地表沉降分析

采用国际上已尝试的城市地下管道顶管作为隧道预支护技术,对顶管施工技术进行归纳总结,分析顶管作为隧道预支护的原理;研究了地面建筑物、地下管线及地下铁道允许的隧道施工引起的地表沉降基准;说明了大刚度顶管作为隧道预支护与传统预支护相比,可大幅度减少隧道施工引起的地表沉降.     

伯方煤矿3209工作面回风巷松软围岩控制技术研究

为保障3209工作面回风巷松软围岩的稳定,根据巷道变形具体特征,确定采用"强帮护顶"让压高强锚杆支护技术,结合巷道特征进行各项支护参数的设计,掘进期间巷道顶板整体性良好,解决了围岩变形量大的主要问题,保障了松软围岩的稳定。     

软岩巷道采用锚网喷与O型拱联合支护分析

正令煤业大巷为深部软岩巷道,围岩松散破碎.在分析了软岩巷道失修的原因,并根据软岩岩层的特殊性,对软岩巷道采用一般支护比较困难的情况下,进行锚网索喷与O型拱联合支护的可行性研究,从而找到适于软岩巷道支护的方式,解决了软岩巷道支护困难的难题.试验表明,该技术支护效果良好,并取得可观的经济效益.     

动压巷道锚注支护数值模拟研究

锚注支护将锚杆和注浆加固结合在一起,实现了锚注一体化．通过注浆将破碎围岩胶结成整体,改善围岩的结构及其物理力学性质,提高了围岩的强度,真正实现了围岩本身作为支护结构的一部分,大大提高了支护结构的承栽能力．本文采用大型有限元数值模拟软件ANSYS,对动压巷道锚注支护前后围岩变形破坏规律进行了数值模拟,对锚注支护前后围岩的应力、位移及塑性区的变化情况等进行了系统分析,结果表明锚注支护显著提高了围岩的强度和承栽能力,有效的控制了动压巷道的损伤变形．     

软弱再生顶板巷道围岩失稳机理及其控制原理与技术

针对软弱再生顶板巷道围岩大变形问题,结合现场调研、室内试验、理论分析等手段研究了软弱再生顶板围岩失稳机理,并提出了针对该类围岩的控制原理、支护原则和支护技术。研究表明:软弱再生顶板具有自稳平衡拱结构,但极其不稳定。在扰动作用下快速松散、破碎,表现出局部到整体的连锁失稳特征。基于再生顶板围岩条件提出再生顶板"抛物线-半双曲线"扩展力学模型,即再生顶板平衡拱边界在纵向上以"抛物线"形式向上扩展,横向上以"半双曲线"形式延伸。巷道底臌使得两帮整体下沉或两帮肩角处破坏造成再生顶板自稳平衡拱结构不断地向围岩深部转移。根据该模型计算发现,此时棚架上的载荷增加更快。再生顶板松散范围的非线性增加使得棚架上的荷载急剧增加,围岩变形量增大,最终导致巷道整体失稳。因此,提出了"护底→固帮→控顶"的软弱再生顶板围岩控制基本原理。结合州景煤矿再生顶板巷道实际情况,通过疏干排水防止底臌、改善棚架结构加强帮、顶支撑,形成了"强化整体约束、优化棚架结构和架间协同控制"的支护原则,具体形成了"双层金属网+预支撑囧型棚架+可缩性纵向连接器"的组合支护技术,经工程试验表明该支护技术可有效控制软弱再生顶板巷道围岩初期的稳定,后期回采时建议采用"三支一体"支护体系进行加强支护,控制再生顶板围岩回采期间的稳定。     

城郊矿深部延伸巷道围岩松动圈实测及数值模拟

围岩松动范围及其变化是巷道围岩稳定性评价和支护的重要参数之一,如何快速准确地探测松动圈范围,更好地为工程服务,成为现今深部开采矿井研究的热点。以城郊矿深部延伸巷道围岩支护及破坏特征为背景,在总结前人关于巷道围岩松动圈成果的基础上,采用实测和数值模拟2种方法,对城郊矿二水平围岩松动圈范围进行对比研究。实测选取二水平围岩巷道的5个测站,采用地质雷达进行测试,得出了5个测站的围岩松动圈的横向测试断面围岩破坏特征差异较大,既有相对完好围岩,又有松散破碎较严重的围岩;纵向测线上巷道不同断面位置,围岩松动范围差异较大,介于1.4~2.8 m,这种差异与地质条件和矿山压力密切相关。数值模拟获取了城郊矿深部软岩巷道的围岩松动圈范围介于2.0~3.0 m。综合分析数值模拟及地质雷达研究结果,确定出城郊矿深部软岩巷道的松动圈范围介于1.4~3.0 m。研究结果对城郊矿深部延伸巷道围岩支护方式的选择具有重要的参考价值。     

深部矿井软岩回采巷道围岩松动圈厚度的确定与控制

软岩支护是巷道支护的一大难题,随着开采深度的增加和综放技术的应用,软岩回采巷道受采动压力和围岩压力的影响增大,围岩变形量大,控制十分困难。通过对围岩压力和松动圈分析,提出了松动圈厚度的确定方法和采用锚杆支护控制软岩回采巷道的技术措施。     

深部软岩巷道高预应力增阻大变形锚杆研究及工程应用

为解决深部软岩巷道大变形、返修率高等问题,在前人研究基础上研发了一种新型高预应力增阻大变形锚杆,该新型锚杆主要由托盘、夹片、杆体1、杆体2、连接套、锥形套、滑移套管等组成,可以施加不低于120 kN的高预应力,让压点可控为180~240 kN,变形量可在150~1 000 mm内灵活调节,锚杆的破断力可达到350 kN左右,且在变形的过程当中能保持较高的渐增支护阻力;室内静力拉伸特性试验结果表明,该新型锚杆与传统锚杆相比,具有“先抗后让再抗,防断增阻”的优良特性;为进一步研究新型锚杆的力学支护机理,在建立该锚杆杆体轴向力学特性曲线的基础上,采用Fish 语言编程对FLAC3D数值模拟软件CABLE单元进行了相应二次开发,数值试验获得的试验结果与室内试验结果基本完全一致,高精度模拟了大变形锚杆的轴向拉伸力学行为;典型深部大变形软岩巷道-金阳煤矿-500 m疏水巷变形机制研究表明,围岩强度低、地应力高以及锚杆初始预应力低是导致其变形的主要因素,采用传统等强螺纹钢锚杆支护已经无法解决三者之间的突出矛盾,必须设法加强支护强度降低围岩的变形速率,同时提高支护构件适应围岩大变形的能力,才能保持巷道围岩的稳定;为验证该新型锚杆的支护效果,提出了以该新型高预应力增阻大变形锚杆为核心的新“锚网喷”支护技术,数值模拟及现场监测结果表明,该支护方案可有效提高锚杆受力状态,降低围岩变形量,与原支护方案相比,围岩最终变形量减少了近60%,取得了良好的支护效果,具有重要的推广应用价值。     

深部断层影响下软岩巷道变形特征与支护技术

以林南仓煤矿三水平东一输送带通路探巷为工程背景,采用现场监测方法探测了巷道围岩变形破坏特征,详细分析了距离掘进迎头不同位置处围岩变形破坏规律,通过深部位移监测得出巷道围岩松动圈范围,并采用了架喷锚注支护技术改善该类巷道变形破坏严重的状况。现场试验表明:采用U形钢配合注浆及表面喷浆的支护方式,能够有效地控制深部断层影响下软岩巷道的变形破坏,取得了较为理想的工程效果。     

基于内外承载结构的软岩巷道围岩控制技术研究

为解决采动影响下赵固二矿14030回风巷软岩巷道围岩变形显著问题,采用钻孔窥视仪探测了围岩变形破坏规律,针对采动软岩巷道围岩破坏特征提出了控制对策,提出了软岩巷道主动式围岩加固控制技术,针对巷道参数设计了注浆锚索加强支护方案,并通过现场监测验证围岩变形控制效果。研究结果表明：随着扰动程度加深,浅部围岩的松散破碎范围不断扩大,难以形成有效的承载结构,深部围岩离层裂隙发育高度进一步增高;以提升浅部围岩的承载能力为出发点,通过增强内承载结构的支护强度及围岩自身抗扰动能力,可发挥出内外承载结构和支护体共同的围岩变形控制作用;在锚索力学性能允许承受载荷范围内,适当提高预紧力及加长注浆锚索长度可改善巷道围岩变形控制效果。     

港里铁矿软破围岩巷道支护方案研究

针对港里铁矿的软破围岩巷道存在的自稳性差、维护难度大的问题,对其巷道支护方案进行了研究。基于围岩与支护的相互作用,探讨了软破围岩巷道变形破坏机理和特征,确定了适用于其工程特点的支护技术。采用物理相似模拟和三维数值模拟等实验方法,对不同支护条件下,巷道围岩的应力、应变的变化规律进行了实验研究,并提出了相适合的支护方案。工程实践表明:采用该支护方案能够有效地控制巷道地压,提高巷道的抗变形能力,延长了巷道的安全稳定期。     

煤矿深部软岩巷道松动圈测试及支护技术研究

为了确保巷道的稳定性,采用地质雷达对巷道围岩松动圈进行测定,根据底板、顶板和帮部测线的雷达探测图像,得到松动圈厚度特征值;然后采用FLAC数值模拟软件对深部软岩巷道支护技术进行研究,得到巷道最优的支护参数、巷道预留让压空间以及软岩巷道二次支护强度。研究为后期巷道支护参数的优化提供了技术支持。