深部开采巷道的锚杆支护技术分析

由于多年的开采,浅部易开采的煤炭资源日益减少。随着开采深度的增加,支护问题愈趋严重,直接影响煤矿安全生产,危及人身安全。锚杆支护是巷道经济、有效的支护形式,其在深部巷道支护中已得到广泛地应用。现通过理论分析,验证了锚杆支护技术能够保证深部巷道支护的可靠性。     

滨湖煤矿薄煤层巷道支护参数优化研究

随着煤炭资源的日益稀少,薄煤层开采逐渐受到重视。滨湖煤矿作为主采煤层为薄煤层的矿井,企业生产效益较低,需要通过各种合理途径节支降耗、增加效能。基于12131工作面材料巷实际条件,通过锚杆支护参数理论计算得到了巷道支护各参数的合理范围,在原支护方案基础上,以调整锚杆间排距的方式提出了2种巷道支护优化设计方案。通过数值模拟方式,比较了不同支护方案下巷道的围岩变形、应力分布及塑性区分布,最终确定了优选支护方案,并提出了现场加强支护措施。     

深井煤巷滑移型底鼓岩体运移机理及控制对策

随着我国浅部煤炭资源的逐渐枯竭，煤矿开采深度逐渐加大，巷道底鼓现象愈趋严重。论文针对滑移型底鼓问题，利用塑性力学理论，对巷道底板滑移岩体进行了分区，推导得出了滑移型底鼓底板岩层临界破坏深度及底板最小支护荷载公式。以锚杆作用机理为依据，分析了滑移区域内微小单元体的受力特征，提出了滑移型底鼓阻滑控制措施，将成果应用于实践，为现场提供了参考。     

深部双翼开采下大巷维护技术实践

合理的巷道支护方式对煤炭资源回采起到至关重要的作用。为满足黄陵二号煤矿深部双翼开采条件下,急需大巷加固、后续巷道维护的需要,开展了大巷维护技术实践。通过地质调查、围岩力学参数分析深部高应力和双翼采动的双重影响,结合原巷道支护强度低、巷道稳定性差,得出巷道顶、帮位移量达到5 m左右。在此基础上,针对开拓巷道不同位置,提出双翼开采范围内进行架棚-砌墙支护的支护模式,以及七联巷及延伸巷道采用锚杆+锚索+挂网+喷浆的加强支护模式,且均明确了巷道支护的施工参数。现场实测表明,巷道的2种支护方案下顶板及两帮位移量均降至3 mm以内,达到了良好的支护效果。     

深部高应力巷道控制机理

随着煤炭资源开采向深部发展，深部巷道的变形破坏机理和稳定性控制成为了研究的重点。文章通过理论分析研究了深部巷道塑性区的大小的影响因素。通过实际算例，研究了塑性区半径与地应力、围岩力学性能以及支护反力之间的关系，最后通过数值模拟的手段加以验证。结果发现深部巷道的塑性区面积大，控制难度大，可以通过增加支护强度和改善巷道周围围岩的力学性能的手段设计支护方案，为深部巷道的稳定性控制提供借鉴。     

煤矿巷道围岩变形机理及支护控制对策研究

随着浅部煤炭资源的开采殆尽,煤矿进入深部开采已经成为了必然。将华胜煤矿南运输大巷出现的变形破坏问题作为研究对象,分析了巷道变形破坏的原因,并通过采用实验室研究、现场勘测及理论分析的方式对巷道变形破坏的机理进行了研究,结合华胜煤矿实际,设计了“锚网索+深浅2次注浆”返修支护对策,从现场返修情况来看,较好地保证了巷道围岩的稳定性,满足了华胜煤矿南运输大巷安全使用的需求。     

深部大变形巷道锚注加固数值模拟分析

随着我国可开采煤炭资源的减少,煤矿开采向深部复杂地层发展,而深部复杂地层煤巷支护是困扰很多煤矿企业正常生产的一个重要难题。采用有限元数值分析方法,对某巷道锚喷支护和锚注加固进行了研究,分析比较了注浆前后巷道位移、应力和塑性区范围。分析结果表明,在锚喷支护提高岩体强度不能满足巷道使用要求时,采用锚注加固有效的提高围岩的残余强度,保证巷道长期稳定性和安全性。所得结论对类似的巷道支护及加固工程具有重要的指导意义。     

煤炭采矿工程巷道掘进和支护技术的应用

在我国工业生产中,煤炭资源消耗量比较大。在采矿工程巷道掘进施工中,支护强度不足、污染问题严重等常见问题,对开采效率以及安全性造成不良影响。对此,文章首先对煤炭采矿工程巷道掘进与支护施工内容进行介绍,然后对煤炭采矿工程施工中的巷道掘进技术以及支护技术类型进行详细探究。     

卸压开采影响下回采巷道支护强度量化计算方法探讨

为实现卸压开采状况下回采巷道支护强度的定量化确定,采用理论分析、数值模拟及现场试验相结合的方法,探讨了卸压开采状况下底板应力分布特征,提出了卸压开采影响系数,给出了卸压开采影响下回采巷道支护强度量化确定方法,并进行了现场工程实践。研究结果表明:卸压开采后煤层底板可划分为底板破裂区(弧形)、应力降低区(抛物线形)、应力增高区(椭圆形)和原岩应力区,应力降低区深度为采空区宽度的60%~70%,应力增高区宽度为3.0倍外应力场宽度,深度范围约为5.0倍外应力场宽度。卸压开采影响系数取值范围为0~1.0,卸压开采影响重点区域为底板40 m深度范围内。通过现场监测表明,受卸压开采影响,下层煤回采巷道所需支护强度降低,当支护间距由600 mm增加至800 mm,顶底板移近量反而减小了46.5%,两帮移近量减小了46.7%。考虑卸压开采影响,使得回采巷道支护强度确定更加合理。     

煤矿巷道锚杆支护参数选取方式研究

煤矿开采强度的加大,煤矿开采深度的逐渐增加,巷道所处的应力环境越来越复杂。因此,要通过相应的支护理论机制来确定合理的支护参数。本文对煤矿几种常用的锚杆支护理论机制进行了分析研究,通过计算得出几种支护理论机制下的锚杆支护参数,并通过巷道帮部和顶板变形量大小的对比分析,确定合理的锚杆支护参数,有一定的实践意义。     

大断面托顶煤巷道支护技术研究

随着煤矿开采深度的不断加深,为了满足大型设备的正常使用,巷道断面的日益扩大,给巷道支护及围岩稳定性带来巨大挑战.基于义马常村矿21170工作面巷道工程地质条件,采用现场测试、数值模拟、理论分析及现场试验等方法,对大断面托顶煤巷道的破坏特征进行分析,研究了大断面托顶煤巷道的变形破环特征和支护理论,大断面托顶煤巷道变形破坏...     

高应力煤层顶板巷道底鼓治理技术研究

巷道底鼓问题一直是困扰煤矿科技人员的难题。随着采深的加大,地应力以及采动应力显现更加明显,巷道的帮顶支护技术随着材料、机具、工艺的创新已经被有效解决,矿山压力的显现只能在支护比较薄弱、或者说没有支护体的底板进行显现。这就造成很多巷道帮顶基本无变形,而底鼓十分严重。对常村矿煤层顶板运料斜巷底鼓问题进行了地质资料调查,根据底板岩层强度及破坏深度,制订了合理的加固方案及工艺,取得了良好的支护效果。     

金川矿区深部巷道喷锚网支护参数研究

与传统的棚式支护相比,锚杆支护可以充分改善巷道维护状况保持巷道长期稳定,有利于提高采掘效率和生产率。金川矿山巷道围岩松软且易发生流变,在使用金属支架时,顶底板、两帮相对移近量为300~500 mm,轻则为100~200 mm,严重时超过1 000 mm。巷道使用锚杆支护时,必须要有较高的支护强度以控制围岩变形。随着金川矿区探明资源量的逐年消耗,大部分采场深度已经超过或逼近600 m,地压增大、巷道收敛变形严重,浅部巷道惯用的喷锚网支护参数在深部巷道支护中矛盾开始显现。针对龙首矿深部巷道支护参数及变形特征,对深部巷道的喷锚网支护参数进行数值模拟研究。经过对锚杆长度、喷射混凝土厚度的模拟研究得出,在金川矿区深部巷道喷锚网支护过程中,将锚杆长度增加至3 m,喷射混凝土厚度200 mm,间排距1.5 m×1.0 m的支护方案可以有效的维持巷道稳定。     

厚层复合顶板大断面沿空煤巷组合支护技术

随着煤矿采深加大与延伸,普通锚网(索)喷支护较难维持厚层复合顶板大断面煤巷围岩稳定性。通过对大量复合顶板事故调查及其产生过程分析,获得了复合顶板事故失稳机制及控制方案,并在许厂煤矿4312皮带顺槽进行了支护技术现场实践,取得了较好的支护效果。研究结果表明:为有效控制复合顶板岩层离层与竖向拉伸裂隙产生,可施加锚索来实现减跨作用,采取高强预应力锚固顶板下位复合岩层来提高岩梁的整体抗弯刚度,以减小顶板岩梁产生的弯曲应力;高强预应力锚杆、锚索、钢带和钢筋梯组成的"四位一体"的组合支护技术可较好地解决厚层复合顶板大断面沿空煤巷围岩稳定难题。     

极软厚煤层工作面超前支架应用技术

针对煤矿孤岛采煤工作面两巷超前支护段巷道压力大,反复修复、维护困难,修复维护人员多,影响回采效率的问题,通过加强工作面超前支护段支护强度,增加支护受力面积,变被动支护为主动支护,进行了孤岛工作面超前支护段使用超前支架技术的应用与研究。通过理论计算与现场技术应用,较原有的单体柱超前支护工艺,支护强度相对提高了1.25~1.40倍,巷道变形量减少50%,现场巷道修复维护人员大大减少,同时在运输巷综采机械设备布置受影响的区域,根据现场情况提前刷扩支护,保证超前支架的使用空间,同时为工作面运输巷综采设备的运行提供可靠安全空间;孤岛工作面两巷超前支架的使用,对于两巷的支护技术是一项重大改革,改变原有的单体柱被动反复支护,支护强度不足的问题,降低了职工劳动强度,增加了支护的可靠性,保证了孤岛工作面安全顺利的回采。     

注浆梯度支护技术在大埋深矿井沿空掘巷中的应用

针对开采深度已达千米、大埋深高地应力等复杂地质条件下的巷道变形速度快、变形量大,两帮变形及底鼓严重,后期返修、维护量大等问题,平煤股份十二矿采用力学分析、数字模拟等理论方法,并通过现场试验对注浆梯度支护技术进行研究。31020回风巷为沿空掘巷,与老空区煤柱间距为5 m,通过注浆梯度技术的应用,使围岩自身强度得到很大的提高,形成了坚固的承载圈。实践证明支护效果良好,能够满足工作面回采期间通风、行人、布置设备等需要,巷道没有二次返修,安全和经济效益明显。注浆梯度技术的成功实施,为我国深部矿井安全高效生产提供了技术支撑,同时对煤矿可持续发展具有较大的现实意义和促进作用。     

深井断层破碎带穿层软岩巷道锚网索耦合控制对策

旗山矿开采深度近千米,随着开采深度的增加,在高地应力、特别是在水平构造应力和断层切割条件的影响下,巷道围岩出现顶沉、帮缩和底鼓等大变形破坏现象,其中顶沉及帮缩量最大处超过1 100 mm,原有支护很难控制巷道围岩稳定性,严重影响和制约了煤矿的安全生产。基于此,以旗山矿千米深井断层破碎带穿层软岩巷道为例,详细分析了巷道破坏特征及主控因素,得出了高应力膨胀型软岩巷道的破坏力学机制,提出了注浆+非对称锚网索+底角锚杆耦合支护控制对策,实现支护体与围岩在强度、刚度和结构上的耦合,从而达到控制深部软岩巷道稳定的目的。上述成果在现场进行了应用,监测结果表明耦合支护对深部高应力断层破碎带穿层巷道的稳定性起到很好的控制效果。     

煤矿软岩巷道工程支护的研究现状与展望

煤矿软岩巷道工程支护,尤其是深部高应力软岩巷道支护,一直是矿业工程难点问题之一。随着矿井开采规模的增大和开采深度的不断加大,软岩巷道的支护与维护问题显得越来越突出,软岩问题愈趋严重,直接影响煤矿安全高效生产。软岩巷道支护问题的研究得到了国内外有关学者的高度关注,经过国内外专家大量的理论研究、现场试验与测试、实验室实验等手段,在软岩巷道工程支护理论和支护技术方面取得了大量的研究成果。在分析和总结煤矿软岩巷道支护常用支护技术的基础上,提出高强度锚杆、锚注支护及联合支护将成为软岩巷道支护新的发展形式。