巷道防冲机理及支护控制研究

在分析冲击矿压巷道"强弱强"模型的基础上,基于巷道冲击矿压发生的层裂板模型,研究了巷道支护体"强结构"防冲机理、型式和要求.结果表明高强预应力锚杆作为主动支护技术,能够增加冲击矿压发生的难度,提高裂纹非稳定扩展的临界应力值,从而防止冲击矿压的发生.从能量守恒定律出发,研究了巷道围岩与锚固体受冲击载荷的动载与变形特征,指出冲击矿压巷道支护体"强结构"应该具备主动让压功能,通过引导控制能量的释放和转化,将高能量消耗在主动让压过程中,能有效抵御冲击矿压的影响,保证巷道围岩和支护体系的稳定.提出为有效防止冲击矿压发生与抵御冲击载荷,"强结构"应具备主动高强度支护与让压的双强功能,高强让压锚杆能够满足要求,是冲击矿压巷道的有效支护形式.通过现场应用,证明了让压锚杆效果显著.     

大采深强冲击倾向性小煤柱沿空巷道支护技术研究

针对高家堡煤矿4号特厚煤层采深大且具有强冲击倾向性,现有支护方案不能满足巷道围岩控制的问题,根据首采工作面支护效果现场实测数据,基于整体耦合让压设计理念,确定锚杆(索)合理支护参数,确定沿空巷道小煤柱合理参数,提出"高强预应力蛇形让压锚杆+鸟窝耦合让压锚索+强力护表构件"联合支护技术,巷道最大顶底板移近量为126mm,移近率3.71%,两帮平均移近量198.3mm,平均移近率3.97%。监测数据表明:支护方案可满足大采深强冲击倾向性巷道控制要求,有效保证了工作面安全生产。     

柔性蓄能支护防冲技术应用研究

跃进矿冲击矿压属于典型的底板冲击矿压,针对底板冲击严重巷道单独采用锚网索支护防冲效果不好的现象,提出"O"型棚+锚网索联合支护方式。运用数值模拟方法对锚网索支护和锚网索+"O"型棚支护两种不同支护方式的底板变形、应力分布等进行模拟和矿井巷道变形实时监测数据分析,监测结果表明,锚网索+"O"型棚联合支护结构具有抑制冲击矿压的作用,适合在具有冲击矿压危险的巷道推广使用。     

常村煤矿S6-1工作面胶带巷支护技术研究

针对常村煤矿S6-1工作面回采时,胶带巷矿压显现较为剧烈,巷道变形明显的问题,通过单轴抗压实验和劈裂实验对巷道围岩物理力学性质进行测试及分析,提出了高预应力让压锚杆+双钢筋托梁+金属经纬网+锚索的联合支护方案,根据现场监测结果表明:胶带巷道采用联合支护的方案后,围岩变形破坏程度大大降低,支护效果明显变好,确保巷道能够长期稳定有效。     

朱仙庄矿软岩巷道围岩控制技术研究

针对朱仙庄矿软岩巷道围岩变形量大、支护体破坏严重和巷道多次返修的问题,提出了以锚网喷+全封闭29U可缩支架为核心的支护方案,并采用数值模拟和现场实测的方法,研究了采用该支护方式的巷道围岩应力和位移分布特征。矿压观测结果显示围岩控制效果较好。     

深部软岩巷道“大让压-强支护”支护技术

在对某矿-900 m水平轨道大巷进行矿压观察及围岩变形监测的基础上,结合巷道弹塑性区变形力学分析,揭示了该类型巷道采用二次支护的控制机理,进一步通过数值计算得到了巷道围岩变形量与支护强度的关系。结合现场工业试验,提出了"大让压-强支护"刚柔结合支护技术:一次支护锚网索联合支护让压,二次支护全封闭金属支架+围岩壁后注浆加固。现场巷道围岩变形监测表明,该支护技术对典型深部软岩巷道变形破坏有较好的控制效果。     

基于松动圈理论的破碎软岩巷道支护研究与应用

为了解决破碎软岩巷道的支护问题,以瑞龙矿15102工作面回风巷道为工程背景,运用围岩松动圈测试仪对巷道围岩松动圈进行测定,并结合数值模拟分析结果,提出"锚杆+锚索+10~#菱形金属网+φ12 mm钢筋梁"以及掘后锚注的支护方案。同时通过对支护方案进行现场工业试验对支护后的巷道进行矿压监测。     

高应力弱胶结软岩巷道变形机理及控制技术

针对某矿运输巷变形大、围岩松动范围广、持续变形剧烈、支护构件锈蚀破坏严重的工程难题,分析了巷道变形破坏特征及其影响因素,基于"耦合-让压"支护理论,提出了"锚网索+喷层+让压层+U型钢"联合支护方案,并采用FLAC3D软件对比分析了原支护与优化后支护方案的支护效果。     

高压破碎围岩变形机制与控制对策

针对新兴煤矿巷道高埋深、高地压、围岩松软破碎、巷道变形量大,复修率高的难题,根据巷道围岩压力作用与分布、巷道围岩地质条件与巷道支护相互耦合的规律,确定采用“放、让、抗”的矿压控制原理,并结合实际确定基本支护方式为增强支护、破碎围岩注浆补强加固和全断面支护的控制方案,现场矿压监测证明,该技术取得较好的效果。     

特大断面冲击地压巷道破坏机理及控制技术研究

为解决马耿村矿特大断面冲击地压巷道支护难题,介绍了巷道地质条件及围岩地质力学参数特征,分析了冲击地压巷道围岩变形与破坏特征,冲击地压巷道变形破坏的主要影响因素是高应力、强动载、卸压和支护体系。频繁冲击能量会产生冲击破坏效应;卸压措施会对冲击地压巷道围岩结构及支护体系产生巨大影响;主动支护体系失效导致冲击地压巷道变形严重破坏。提出特大断面冲击地压巷道矿压特征明显不同于非冲击地压巷道,不同区域及位置的巷道表面位移和顶板离层差异较大;受掘进影响巷道变形更快速更剧烈,稳定时间更长;冲击地压巷道锚杆锚索受力呈锯齿形或台阶形剧烈波动。在耿村矿进行试验,13230上平巷掘进断面超过30 m2,属特大断面冲击地压巷道。矿压监测数据显示,采用提出的支护方案后围岩变形得到有效控制,巷道支护状况得以明显改善。     

高压破碎围岩变形机理与控制对策研究

针对新兴煤矿巷道高埋深、高地压、围岩松软破碎、巷道变形量大及巷道复修率高的难题,分析巷道高压破碎变形机理。根据巷道围岩压力作用与分布、巷道围岩地质条件与巷道支护相互耦合的规律,确定"放、让、抗"的矿压控制原理。并结合实际确定基本支护方式采用增强支护方式、破碎围岩注浆补强加固和全断面进行支护的控制方案。现场矿压监测证明,该成套技术取得了较好的技术效果。     

千米深部软岩巷道让压支护技术试验

某矿六采区-1 287 m水平辅助进风巷在巷道施工过程中出现巷道片帮、喷体开裂、底鼓以及锚索破断等现象,巷道围岩变形严重。结合现场矿压观测,分析了该矿典型的深部巷道围岩变形机理及特征,提出"一次适度让压支护+二次锚注和锚索补强加固"的支护技术方案。在试验段巷道采用围岩变形观测和钻孔探视仪对注浆加固后围岩裂隙发育情况进行支护效果检验,结果表明该支护方案能有效地控制软岩巷道围岩变形。     

高应力软岩巷道格栅拱架混凝土与锚注结合围岩控制技术

针对某煤矿集中胶带机下山段(240 m)矿压显现强烈的特点,提出了符合某煤矿地质条件的"高强锚网索+底拱+格栅拱架混凝土联合支护"方案。结果表明:仅采用"锚杆+锚索"支护方式巷道变形量大,矿压显现强烈;采用联合支护方案后巷道支护好,能够有效控制软岩巷道中围岩稳定,技术经济效益良好。     

冲击矿压巷道支护能量校核设计法

基于冲击矿压能量理论提出了冲击矿压巷道能量校核设计法:首先采用现代先进巷道设计方法进行巷道初步设计,再以巷道支护系统的变形能是否足以消耗巷道围岩破坏过程中释放的剩余能量作为判据,对冲击矿压巷道支护设计进行校核.其设计程序为:巷道冲击危险性评价;计算剩余能量;提出初步设计;支护系统吸能校核.计算得出了我国煤矿锚杆支护主要...     

王坡矿软岩巷道定量让压支护稳定性控制技术

软岩巷道断面成型不好,强度低、结构破碎,保持软岩巷道的稳定安全是目前亟待解决的问题。以王坡矿3210工作面运输巷为工程背景,提出了软岩巷道"定量让压"支护方案,综合运用了理论分析和实验室试验的方法,确定了3210工作面运输顺槽的让压空间和最佳支护时机。针对巷道围岩具体情况提出"让压层+U型钢支架"的支护方案,并进行了相应的矿压监测。结果表明:顶底板的最大移近量为135.8 mm,两帮的最大移近量为105.6 mm,该支护方案保证了围岩的稳定性。     

深部高应力围岩动压巷道让压支护技术应用

为解决深部高应力动压巷道维护的技术难题,本文以某矿113下09工作面深部动压影响巷道为背景,提出了“高强预应力锚杆+让压结构”的有效技术方案,确定了合理支护参数。采用预应力让压锚杆进行支护后,使动压作用下巷道围岩稳定性提高,具有明显的技术经济和社会效益。     

曙光煤矿多次动压扰动巷道支护技术应用研究

为解决曙光煤矿1226瓦斯治理巷变形破坏严重的问题,采用FLAC~(3D)软件模拟了1226瓦斯治理巷的掘进和工作面的回采,确定支护方案为"高强锚杆+金属网+高强锚索+钢带"耦合支护体系。矿压及锚杆受力监测表明,支护承载体性能得到了较好的发挥,巷道断面收敛量控制在合理的范围内,设计的支护技术有效提高了巷道围岩的稳定性。     

冲击载荷作用下巷道支护方案优化研究

针对老虎台矿深部开采矿震频繁的问题,对动静载耦合作用下的巷道支护方案进行优化。建立了动静载耦合作用下的数值模拟,分别对巷道在"无支护"、"锚杆+锚网支护"、"锚杆+锚网+U型棚复合支护"和"锚杆+锚网+O型棚复合支护"4种支护方案进行冲击载荷模拟,"锚杆+锚网+U型棚复合支护"方案巷道围岩的破坏深度为1~1.7 m,围岩受力均匀、破坏范围较小,对围岩控制的整体效果较好。对不同动载荷大小条件下的支护效果进行模拟,当动载荷大于70MPa时,巷道的围岩破坏范围超过了锚固区域,围岩的应力条件变差,巷道易发生失稳。该支护条件下动载的极限承载能力为70 MPa。     

同忻矿5311回风平巷沿空掘巷让压支护技术研究及应用

小煤柱沿空掘巷受邻近采空区顶板间歇性垮落的影响,其支护系统在承受不同程度的动载作用下将发生严重的变形和破坏。针对同忻矿5311回风巷原支护方案下巷道两帮支护刚度大,让压性能差等问题,通过分析两帮支护系统存在的问题,进行了让压支护结构设计,提出了新的支护方案,增加了沿空掘巷的让压性能。经现场工业性试验表明:新的让压支护系统,在降低支护成本的基础上,支护效果得到显著提升,顶板采用让压支护后与之前巷道顶板变形量相比减少30%,帮部采用让压技术后于之前巷道两帮变形量相比减少25%.巷道围岩得到有效控制。     

千米深井软岩大断面巷道支护技术研究

为解决深部矿井复杂地质条件下泵房围岩急剧变形失稳的问题,以王楼煤矿-1150泵房为工程研究背景,分析了该泵房所处的地质情况,并基于巷道支护的强支护与让压原理,提出了锚网索+椭圆钢筋混凝土+让压环复合型支护体系。矿压观测结果表明,该支护体系有效控制了巷道围岩变形,能够保证泵房围岩的长期稳定。