锚杆预应力与巷道支护效果的关系研究

通过实验室M-T实验研究,分析锚杆预紧扭矩与轴向预应力的对应关系;利用FLAC3D数值模拟软件对锚杆预应力在巷道围岩中的扩散状态、锚杆预应力与巷道支护效果的关系进行了系统的数值模拟;并通过对试验巷道的现场监测分析,说明锚杆预应力与巷道支护效果的关系。     

巷道锚杆锚索协同支护数值模拟研究

基于锚杆、锚索协同支护原理,在围岩条件和锚杆、锚索其他支护参数一定的情况下,采用正交试验设计方法,运用FLAC3D数值模拟软件对锚索预紧力、锚索长度、锚索锚固长度3个支护参数对巷道围岩变形影响规律和它们之间的协同匹配关系进行研究分析。结果表明:影响围岩顶底板、两帮变形的主要因素是锚索预紧力,锚索预紧力的大小对巷道变形的影响最为显著,而锚索长度和锚固长度的影响相对较小;锚杆预紧力须和锚索预紧力协同配合,共同控制围岩的变形,预紧力为20kN的锚杆和预紧力为100kN的锚索在巷道顶底板变形控制中能达到很好的协同配合作用;巷道围岩顶底板和两帮的围岩稳定性控制的机理不同,需要采取的支护理念和支护参数也不同;锚索锚固长度对围岩位移变化的影响规律是锚索长度对围岩位移变化影响规律的侧面描述,呈负相关的关系。     

煤矿巷道预应力锚杆支护技术研究

分析了预应力锚杆支护的机理,探究了影响支护效果的主要参数。在巷道支护工程中应该根据实际情况确定各项参数,并以具体实例探讨预应力锚杆支护效果,结果显示,预应力锚杆支护技术能够良好地控制巷道变形,稳定性和安全性更高。     

特厚煤层巷道锚杆锚索预紧力对支护结构稳定性的影响

以金地煤业特厚煤层为背景,通过FLAC~(3D)数值模拟与工程实测分析研究了预紧力对特厚煤层巷道支护结构稳定性的影响。研究表明:锚杆预紧力增加可有效减少顶板浅部围岩离层,锚索预紧力的增加可使顶板浅部孤立的组合梁与深部承载拱有效耦合,合理施加锚索预紧力可使锚杆组合梁的承载能力提高113.74%;对于特厚煤层巷道,锚杆预紧力合理取值为60 kN,锚索为150 kN;预紧力过小时无法在顶板上方形成稳定的拱-梁承载结构,过大时则容易造成锚杆、锚索失效或破坏,造成结构失稳。工程实测表明,合理的预紧力可使巷道支护结构稳定,支护效果良好。     

高预应力强力锚杆支护技术在大断面巷道中的应用

在分析了沙曲矿大断面巷道地质和生产条件的基础上,结合原有支护存在的问题和高预应力、强力锚杆支护理念,提出了24305胶带巷的高预应力强力锚杆支护设计,提高锚杆钢材的屈服强度,加大护表构件的护表面积及强度,提高锚杆和锚索的预紧力,充分调动围岩的自身承载能力,真正实现主动支护。井下实践表明,高预应力锚杆支护能有效控制围岩变形,大断面胶带巷的高预应力锚杆支护实践取得了满意的效果。     

锚杆预紧力对煤矿巷道支护效果的响应特征研究

为从理论上揭示锚杆预紧力对巷道支护效果的作用机理,针对锚杆支护岩石巷道,建立了分析巷道围岩力学特征的理想弹塑性应变软化模型,获得施加预紧力锚杆支护后巷道围岩位移、应力分布的解析表达式,从理论上表明:提高锚杆预紧力对控制巷道围岩变形及改善巷道周边围岩的应力状态有积极的作用,有利于保持巷道围岩的稳定。并结合现场实际研究了锚杆预紧力对巷道支护效果的影响关系,研究成果对分析锚固作用机理及进行锚杆支护设计具有指导意义。     

煤矿巷道预应力锚索支护技术

锚索支护技术在我国煤矿应用发展较快，其特点是锚索可锚入到深部较稳定的岩层中并可施加预应力。详细介绍了ＭＨ型煤矿巷道锚索系列的结构形式和工艺特点。通过所列举的工程应用实例，说明了这种巷道锚索在大硐室支护、破损巷道及不良地层加固方面所起的重要作用和显著效益。     

潞安矿区大采高综采面回采巷道支护设计

针对潞安矿区地质条件,以王庄矿井为例,通过理论计算和数值模拟的方法,着重探讨大采高综合机械化开采时锚杆和锚索的力学参数和布置参数的确定方法;在保证巷道支护效果、安全程度以及实际需求的前提下,进行大采高综采时巷道的断面和支护参数设计,最终确定利用锚带网索支护方式维护巷道稳定。     

大采高回采巷道锚杆预应力支护研究

以补连塔矿22309回采巷道为工程实例,分析它在掘进前和回采时巷道围岩变形规律,对在零原应力场条件下,应用FLAC~(3D) 模拟软件对大采高回采巷道进行模拟支护。通过对锚杆不同支护参数匹配方案进行实验,从而得出预应力锚杆的支护原则进行此类巷道的支护。     

二次动压巷道高预应力锚杆锚索联合支护

煤峪口矿2706工作面回风巷为二次动压巷道,通过采用高预应力、高强度左旋螺纹钢锚杆与1×19股低松弛钢绞线锚索支护方式,配合W型钢带及其它支护构件,实现了锚索、锚杆联合支护体系的主动支护,有效控制了二次动压巷道围岩变形量,提高了巷道围岩整体的稳定性,取得了良好效果。     

巷道支护设计方法研究

为了确保矿井巷道的安全支护,采用现场锚杆拉拔试验,分析了原有巷道的支护的物理力学参数以及顶底板岩石完整性程度,得到了前期断面中支护锚杆的极限剪切抗剪强度和锚杆荷载传递规律等锚杆设计参数,依据现场锚杆拉拔试验结果,对原有巷道支护参数设计进行了优化,结合现场监测的反馈信息,得出优化后的巷道可以满足支护要求。     

煤矿高预应力、强力锚杆巷道支护技术研究

针对高应力巷道围岩变形的流变性、扩容性和冲击性等特点,分析了高预应力、强力锚杆支护理论技术,采用有限差分数值模拟软件FLAC^3D分析了锚杆与锚索预应力引起的应力场分布特征与影响因素,研究了支护工艺,进行了工业性试验。研究得出,采用巷道高预应力、强力锚杆支护技术,巷道掘进速度不仅大大提高,施工后的巷道围岩稳定性也得到了有效改善,实现了巷道的一次成巷,避免了二次支护,促进了高产、高效矿井的实现。     

基于FLAC3D的煤矿巷道锚杆支护技术研究

对煤层及顶底板围岩基本情况进行简要介绍的基础上,利用现场试验方法测量得到了锚杆的拉拔力。基于FLAC^3D软件程序分析了锚杆排距对巷道围岩稳定性的影响规律,发现当锚杆排距和间距为1.10 m和0.95 m、锚杆长度为2.40 m时,巷道围岩具有良好的稳定性并且施工成本最低。根据模拟分析最优结果,对锚杆支护技术方案参数进行了详细设计,两帮部位分别设置3根锚杆,顶板部位设置6根锚杆和2根锚索,同时利用金属网进行防护。将设计的锚杆支护技术方案应用到实践中,对各项围岩稳定性指标进行连续监测发现,支护效果良好,能够确保煤矿生产的安全性。     

金达煤矿动压巷道支护技术研究

金达煤业10107运输巷采用架棚和锚杆联合支护,支护参数不合理,巷道受动压影响变形严重,两帮移近量达800 mm,底鼓量达1 500 mm,巷道需要多次返修。为解决巷道支护难题,在该巷内进行了地质力学参数测试,分析了支护存在的问题及动压巷道围岩受力特点,提出了高预紧力锚杆支护技术,进行了井下试验。结果表明:新支护在巷道浅部围岩形成刚度较高的预应力承载结构,矿压监测结果显示巷道顶板下沉量43 mm,两帮移近量95 mm,巷道支护效果有了明显改善,满足矿井正常回采的要求。     

大埋深泥岩巷道高预应力强力支护方式应用研究

埋深900 m的陈四楼煤矿九采区泵房邻近陈四楼煤矿向斜轴部,掘进过程中揭露一条落差7 m的XF₅正断层,周边巷道较多,空间关系复杂,采用单独的“锚网喷+锚索”支护时巷道严重变形。为解决巷道支护难题,提出了通过提高支护强度,先行采用“锚杆锚索间隔布置+长锚索”先喷后锚让压支护,再进行“锚索注浆+二次锚网加固”的高预应力强力支护方式,对底板采取“锚网带+锚索梁+注浆”加固措施,对巷道进行全封闭式的围岩加固。实践效果表明,该方案支护效果良好,巷道变形量得到了很好的控制,可以满足安全使用。     

不同底板支护方式下深部巷道底鼓控制技术研究

为了研究不同底板支护方式下深部巷道底鼓控制技术,理论分析了巷道底板控制技术,然后采用FLAC^3D模拟软件,模拟分析了3种不同底板支护方式下深部巷道底鼓控制技术,采用反底拱锚固梁+锚索技术和U型钢全封闭支架技术,巷道底板变形量分别减少了80%和81%,巷道底板塑性区范围得到控制,在底板形成了一圈具有自承能力的“承载圈层”。研究为深部巷道底鼓的控制提供了技术支持。     

基于反底拱锚固梁控制技术的巷道底板支护研究

为了解决巷道底板底鼓现象,采用反底拱锚固梁控制技术,研究了巷道底板支护,根据研究区地应力场的测试结果,对巷道底板支护方案及参数进行了设计,然后对巷道底板进行反底拱锚固梁控制,首先对巷道底板进行注浆加固,然后在底板中施工锚索、锚杆+反拱支护。研究表明,采用反底拱锚固梁控制技术,可以有效控制巷道底板的变形。研究为深井底鼓的控制提供了技术支持。     

巷道支护参数优化设计及应用

为了节能降耗,巷道施工过程中要求快速掘进并且合理支护,对巷道支护参数进行了优化,基于巷道地质状况,顶板采用高强锚杆、梯形梁进行锚梁支护,使用锚网梁+锚索补强支护;回采巷道外段煤帮采用等强锚杆加缓冲皮垫、梯形梁、片网进行锚网梁支护,并进行了围岩变形观测。研究得出,优化后的巷道支护方案具有较好的支护效果,取得了良好的经济效益。     

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。     

锚杆支护参数对锚固复合承载体承载特性的影响规律

为了分析锚杆支护参数对锚固复合承载体承载特性的影响规律,研究了锚杆直径、锚杆长度和锚杆间排距的影响。分析了围岩移近量和锚固复合承载体测点应力变化规律,得出:围岩移近量和锚固复合承载体测点应力变化规律主要分为3个阶段,然后对锚杆直径、锚杆长度和锚杆间排距对锚固复合承载体承载特性的影响进行了研究。研究得出,随着锚杆直径的增大,顶底板的移近增速逐渐减少;当锚杆长度达到一定数值后,增加锚杆长度,并不能对巷道围岩的加固起到有效的强化作用;锚杆支护密度越大,锚杆所受的残余应力和峰值应力越大、围岩抵抗变形能力越强、复合承载体的强度越大。研究为煤矿巷道支护的设计提功了理论基础。