深部软岩大断面巷道大变形控制技术研究

深部软岩大断面巷道的变形控制一直是煤矿开采中的一个难题。为解决深部软岩大断面巷道大变形的问题,以神木大柳塔东川矿业南一石门为工程实例,通过现场监测及声波试验研究了巷道的变形破坏特点和破坏范围。基于原支护方案及分析成果,提出了“锚杆+注浆锚索+钢筋网+喷射混凝土+注浆管”的优化支护方案,数值模拟得出,采用优化支护方案相比原支护方案围岩塑性区破坏范围减小了约65%,验证了该方案的可行性。同时在新掘巷道进行了现场试验,巷道顶底板最大移近量为122 mm,两帮最大收敛量为115 mm,双孔声波法测试结果可得注浆浆液有效填充了巷道围岩裂缝,提高巷道围岩强度,实现了对巷道的稳定性控制,取得了良好的支护效果。     

考虑蠕变影响的近断层软岩巷道变形破坏特征与支护对策

为研究近断层软岩巷道变形破坏时效特征及确定其合理的支护方式,以安里煤矿1条回风大巷为背景,考虑泥岩的蠕变特性,对掘进过程中围岩的位移和塑性区进行数值分析,提出了“锚索+锚杆+喷射混凝土+注浆”联合支护方案。研究结果表明:当近断层软岩巷道支护结构较为薄弱时,沿着掘进方向,巷道表面岩体径向位移将呈单峰分布且其最大值出现在距断层破碎带约3~6 m的位置;巷道穿过破碎带进入泥岩段时,其横断面岩体径向位移将与巷道推进距离呈线性关系;采用“锚索+锚杆+注浆+喷射混凝土”联合支护方案后,近断层软岩巷道顶板、底板、侧墙最大位移将分别比常规“锚杆索+金属网”支护方案减小84.9%、83.8%、89.2%。     

深部高应力软岩巷道支护技术研究

为了克服深部高地应力作用下巷道围岩变形破坏严重的问题,以瓮福磷矿白岩矿区大塘矿段矿区深部运输巷道为工程背景,分析了巷道变形特征和变形影响因素,研究了黏聚力和内摩擦角对巷道围岩强度的影响。结果得出,黏聚力越大岩体塑性区半径和塑性区位移越小,内摩擦角值对岩体塑性区半径和塑性区位移影响较小;提出了“喷射混凝土+注浆锚杆+锚杆+注浆锚索+锚索”的“双拱协同”加固技术,并通过数值模拟和现场工业试验验证了加固技术的可行性,为解决类似工程难题提供了有效途径。     

深井强动压作用巷道强化控制技术研究及应用

煤系地层围岩软弱,在高地压作用下开采深部煤层时,由于埋深大使得巷道的围岩变形严重,巷道的顶板及底鼓量均大于浅埋深巷道,导致深部巷道围岩稳定性控制与支护的难度加大,影响顶帮的稳定从而使得整个巷道失去稳定。通过分析巷道变形破坏机理,根据锚杆索支护理论与注浆加固理论制定了“巷道扩刷+顶帮分区耦合强力支护+底角卸压与加固+底板注浆加固、底板锚索束+喷射钢纤维混凝土+顶板与两帮高压注浆加固”的高强度联合支护方案,确定了支护参数,有效解决了深井强动压大变形巷道的支护问题。通过对现场进行监测,巷道变形量明显减小,巷道变形得到了有效控制。为同类条件下的深井强动压巷道的全断面支护问题提供了新的思路和方法。     

穿层软岩巷道锚固支护技术研究

在穿层软岩巷道掘进过程中,围岩性质不断发生变化。为了有效控制巷道变形,提出了"注浆锚索+注浆锚杆+钢筋网+喷射混凝土"组合支护技术,并在金能煤业东翼集中回风上山巷道进行工程应用。针对不同岩层段围岩性质表现出的差异性,分别对细粒砂岩段以及砂质泥岩段巷道进行支护设计。通过现场监测反馈,巷道围岩稳定性得到提升。     

赵楼矿深部软岩巷道变形破坏机理及控制技术

基于赵楼煤矿井底车场巷道围岩矿物成分分析、室内岩石力学试验、巷道地应力测试、围岩松动圈测试等巷道地质力学测试技术手段,深入揭示了深部巷道围岩变形破坏机理;针对赵楼煤矿深部巷道低围岩强度与高应力的支护难题,提出了以内注浆锚杆为核心的锚杆+锚索+锚注“三锚”联合支护体系;为反映深部巷道、硐室开挖后围岩的变形特征与支护结构受力情况,对巷道围岩收敛变形与锚杆受力情况进行了实时监测.监测结果表明,采用“三锚”联合支护体系能够有效地控制深部巷道围岩的大变形及底鼓,保持了巷道的长期稳定与安全.     

袁店二矿81回风石门联合支护技术

袁店二矿81回风石门为软岩巷道,围岩变形量大,原采用U型钢棚支护,巷道变形破坏严重,威胁安全生产。后改用U型钢棚、锚杆、锚索、喷射混凝土、注浆锚杆联合支护,围岩变形得到了有效控制,巷道趋于稳定。     

过断层巷道围岩破坏机制及支护优化

针对某深井煤矿采区泵房及变电所过断层巷道出现的顶板剧烈下沉、两帮内挤严重、底板鼓量大的现象,通过现场调研、数值模拟及现场监测,分析了原有支护方案下过断层巷道围岩变形破坏机制,提出采用高强锚杆+注浆锚索联合支护方案。结果表明:深部高地应力、断层局部应力集中及剪切滑移破坏、支护强度不足等是过断层巷道围岩变形破坏的主因;注浆锚索能够有效控制围岩破碎区范围,联合高强锚杆调动深部围岩形成稳定支撑结构。现场位移监测结果表明,优化支护方案后巷道过断层位置处不连续变形得到了较好的控制,整体变形量大幅度降低,改善了围岩应力水平。     

大采高巷道围岩数值模拟分析与合理支护研究

为使谢桥煤矿1232(3)工作面回风巷道围岩得到合理的支护,利用数值模拟方法研究该巷道在受二次采动影响时围岩的应力分布和移动变形规律。研究结果表明,支护体系应具有一定的可缩性并与围岩形成一个整体以适应巷道围岩的变形。巷道支护采用锚杆+锚索+金属网+钢带+喷射混凝土联合支护方式,监测结果表明,巷道两帮最大移近量350 mm,顶底板最大移近量560 mm,满足工作面的安全回采要求。     

陈四楼煤矿岩巷穿越已掘巷道施工技术

煤矿井下岩巷掘进过程中,经常会遇到穿越已掘巷道现象。已掘巷道围岩应力受到破坏,导致穿越施工支护困难。目前岩巷支护手段主要为锚网喷支护,但锚网喷支护用于穿越巷道效果不佳,除因最小岩柱小于锚杆长度外,还容易发生剪切破坏,导致已掘巷道底板整体垮落。针对穿越巷道施工困难这一难题,结合陈四楼煤矿21504胶带巷岩巷段穿越-720 m辅助水平回风斜巷现场施工经验,提出对已掘巷道底板预注浆及采用可缩性U型钢棚+壁后注浆+棚腿锚索加固围岩的支护形式穿越已掘巷道。该方案的实施取得了良好的应用效果。     

覆岩中硬岩层对岩移参数的影响

本文在整理和分析实测资料的基础上 ,应用数理统计的方法对覆岩中硬岩层对岩移参数的影响进行了研究 ,初步找出了硬岩层在覆岩中所占比例与岩移参数的统计规律     

石背岩体成矿特征及其周边找矿远景

从石背岩体的地质特征、化学成分及成矿特征着手,用岩体成矿理论分析岩体及其周边成矿远景.     

半煤岩巷道岩石不升井施工方法

在薄煤层,桃山矿结合具体情况,成功的实践了一种新型的施工方法,即半煤岩巷道岩石不升井施工法,取得了明显的经济与社会效益。     

南屯煤矿软岩巷道围岩控制

分析了南屯矿软岩的特征和变形特点 ,采用二次支护理论对软岩巷道进行了支护控制。提出了利用和软岩变形相适应的锚喷网及锚杆锚索控制围岩 ,可充分利用软弱围岩的自支承能力并使其由非稳定逐渐变为稳定状态。合理确定了二次支护的时间及支护参数 ,取得了理想的控制效果     

岩石的非均质性对其材料强度尺寸效应的影响

采用非均质数值试验的方法,研究了非均质参数m对岩石材料强度尺寸效应的影响,提出尺寸效应影响参数η,其值越大尺寸效应越明显.研究表明：随着非均质参数m的增加,尺寸效应影响参数η的值先增加后减小,当m→＋∞时η→0.在m=2附近时η达到最大值,此时的强度尺寸效应最明显.η在1.65≤m≤3范围内变化最为剧烈,所以当非均质参数m在此范围内时,岩石材料的强度尺寸效应在明显和不明显之间变化幅度最大.     

Percussive rock breaking

Conclusions Rock can be successfully drilled with a tubular rock-breaking tool in a high-energy percussive rig, fitted over the outer surface of the striker mass, surrounding it, and pushed ahead of the striker mass by an amount of the order of the wall thickness of the tool. A tool and striker mass assembled in this way can also be used, without any modification, to break rock. If necessary, blows can be inflicted on the face at small angles by separate parts of the end surface of the tool. Institute of Hydrodynamics, Siberian Branch, Academy of Sciences of the USSR, Novosibirsk. Translated from Fiziko-Tekhnicheskie Problemy Razrabotki Poleznykh Iskopaemykh, No. 2, pp. 44–47, March–April, 1980.     

Study on high rock slop anchoring technique of large rock engineering

Monitoring data from the Three Gorges Project show that the resulted tensile stresses are mainly distributed within the front section of the internal anchoring section which is often measuring 2.5 m in length. The composition of two early strength cement grout mixes marked as R3350 and R7350 was successfully developed to accelerate anchoring facilities installation and to reduce its intervention with the shiplock construction. It was measured that the ground water pH value in the sidewall slopes of the permanent navigation shiplock during the construction period was close to 8. Based on those characteristics it is concluded that the groundwater is weakly corrosive to steel material and will appear as non-corrosive to the steel wire strands embedded in the cement grout set. The advanced model of 3 MN unbonded anchor cables with double anti-corrosion protection （including the corrugated pipe） is developed to meet the needs of stabilizing the high sidewall rock slopes of the permanent navigation shiplock on the Three Gorges Project.