深部巷道复合顶板全锚索一次支护研究

城山煤矿一采区3B煤层右0巷顶板为复合顶板岩层，为解决城山巷道顶板易离层冒顶的问题，提出了新型的巷道复合顶板全锚索一次支护方案。采用弹塑性基本理论分析了锚索加固机理，指出了高预应力全锚索大幅提高支护结构的早期支护强度与刚度，有效控制复合顶板的离层和下沉，高预应力为复合顶板岩层提供了法向约束应力，明显改善了顶板岩层应力状态。针对右0巷顶板岩层岩性及分层状况，运用数值模拟和现场实测的分析方法综合评价了巷道复合顶板全锚索一次支护效果，分析了掘进、回采期间顶板下沉及锚索承载规律，掘进期间顶板最大下沉量为34 mm，回采期间顶板最大下沉量为63 mm。现场试验表明：全锚索一次支护对控制深部复合顶板变形效果十分显著，为深部复合顶板巷道支护提供了参考。     

极近距煤层下位煤层巷道围岩控制原理及应用

为了解决极近距煤层巷道支护技术难题,分析巷道围岩特征及变形规律,总结已有支护形式,提出围岩控制原理。概括为:①利用高强度锚杆施加的高预应力,把巷道开挖初期形成的叠合梁顶板转变成组合梁顶板,显著降低煤岩层顶板的挠度和应力,提高顶板浅部煤岩层的强度,增强其承载能力;②采用短锚索提供高预紧力,串联顶板深浅部煤岩层,增大组合梁的厚度和强度,再降低煤岩层顶板的挠度和应力,提高顶板整体结构的稳定性;③选用高强度锚杆加强两帮支护,控制煤帮变形和破坏,确保巷道整体稳定。据此提出水峪矿5116面运输巷支护设计,巷道围岩变形得到显著控制。     

煤巷锚索支护技术的优化与应用

锚索支护是通过加固围岩,在岩层中形成一种均匀压力带或组合梁,使被锚固岩层组形成一个整体承载结构,改变巷道顶板下部松动岩层的受力状态。介绍了陈四楼煤矿煤巷传统及优化后的锚索加强支护方式,通过实践对煤巷锚索支护技术进行了优化,优化后锚索支护与锚杆支护同步进行,锚索紧跟工作面,及时有效地控制顶板,防止顶板下沉,在保证施工安全的同时,降低了陈四楼矿的生产成本。     

桁架锚索与单体锚索不同支护结构研究及应用

 现场采集五家沟煤矿5#煤层及顶板试样,实验室测定煤岩样力学参数。通过桁架锚索闭锁型支护结构的力学分析,研究顶板岩层中性轴位移规律及桁架锚索与单体锚索支护结构的区别。数值模拟确定5203特大断面开切眼桁架锚索支护关键参数,结合五家沟现场地质生产条件设计桁架锚索与单体锚索平行布置联合支护方案。研究及试验结果表明：(1)桁架锚索支护巷道,顶板岩梁中性轴位置整体下移,使顶板更大范围煤岩体处于三向压缩应力状态,改善了顶板岩梁力学特性,提高了顶板岩梁承载能力,支护结构更为合理;(2)单体锚索不能提供水平支护力,单独布置时支护范围有限,但适用于局部区域的加强支护;(3)桁架锚索与单体锚索平行布置可充分发挥两种支护结构自身的优点,总体支护结构更合理。     

采动垮冒型顶板煤巷强力锚索桁架支护系统试验

阳泉煤业集团新元煤矿大跨度垮冒型顶板的运输巷受剧烈采动压力作用,其锚杆锚索支护效果差,基于现场调研和锚索测试资料分析,提出了强力锚索桁架与小孔径高预应力锚索联合支护的新型支护系统.通过研究得出该巷道顶板部分岩层在这种支护作用下形成双拱形强应力区,并分析双拱耦合支护机理.选取东四运输巷一段试验,采用KZL-300型顶板离...     

采动煤巷顶板破坏机理及双向控制技术研究

为解决王家岭矿采动影响煤巷顶板离层错动支护难题,现场钻孔窥视分析典型煤巷顶板离层错动破坏情况,建立了顶板煤岩层离层错动的力学模型,给出了产生离层错动的力学判据;提出了高预应力锚索桁架结构,阐述了锚索桁架的双向控制机理,并针对王家岭矿采动煤巷设计出合理的顶板双向控制方案,现场工业性试验取得了较好效果。     

矿井复合顶板应力分析及支护对策

针对复合顶板支护失效、应力测试困难问题,杜儿坪矿73092工作面进行地应力测试,对复合顶板围岩结构进行了受力分析和数值模拟分析。分析表明:当节理、软弱夹层等复合岩层主要分布在锚杆支护范围外时,调小锚杆锚索排距至1000~1100 mm;当节理、软弱夹层等复合岩层主要分布在锚杆支护范围内时,建议采用顶板全锚索支护,长度5300 mm左右,排距1200 mm,同时增加帮锚索数量至每排2根,进一步加强煤帮变形控制。     

煤峪口矿8605工作面端面顶板管理技术探讨

以煤峪口矿8605工作面为工程实例,对有效控制端面顶板进行了初步探讨;详细分析影响端面顶板稳定性的因素;工作面端面顶板稳定性与顶板岩层力学属性及基本顶破断所形成的结构有关,其中顶板最为危险状态为顶板拉伸区与压缩区相互贯通;端面顶板实际采用注浆加固、交错式锚索吊棚等技术;另外,采煤机完成割煤后要迅速打开护帮板,及时移架支护.     

深部矿井复合顶板应力分析及支护对策

为有效解决岳城煤矿1308工作面复合顶板支护失效、应力测试困难问题,对复合顶板围岩结构进行了受力分析和数值模拟分析,并针对性提出支护方案。对主动支护区域外复合岩层调小锚杆锚索排距至1000mm,对主动支护区域内采用顶板全锚索支护,有效保证了煤帮变形的控制需要。     

轻放工作面巷道顶板全锚索支护技术

目前以锚杆-钢带-网-锚索联合支护为主的全煤巷道支护形式在软煤条件下出现了顶板锚杆布置过密和锚索断裂问题.针对此问题提出了轻放工作面顶板全锚索支护技术,并解决了锚索韧性构件问题.该项技术很好地解决了顶板锚杆布置过密和锚索断裂问题,实际应用表明此项技术支护效果良好.     

煤巷锚杆(锚索)支护强度计算方法探讨

基于固定岩梁和顶板岩层形变压力的假设,研究认为巷道顶板岩层的变形与破坏是在地层压力作用下,从顶板表面开始,由下而上、逐层向上发展的,直至到达可以承载地层压力而不被破坏的顶板岩层。据此研究提出了层状顶板巷道锚索(锚杆)支护载荷的计算方法,为煤巷锚索(锚杆)支护强度设计提供了依据。     

复合顶板巷道锚杆锚索支护技术探讨

论述了复合顶板巷道的特征,分析了复合顶板巷道支护机理,提出了采用高强锚杆限制围岩变形,保持围岩稳定,阻止复合顶板离层破坏,主动支护围岩;采用预应力锚索加强顶板支护,将不稳定的复合顶板悬吊到顶板深部稳定岩层中.研究成果已成功地应用于工程实践.     

煤矿巷道顶板锚索受力特征与分区锚固机理

锚索是煤矿巷道围岩控制的主要支护材料,随着开采深度增加,巷道围岩应力环境恶化,顶板锚索破断问题较为突出,极易引发冒顶事故,严重影响生产安全。为解决煤矿巷道顶板锚索破断率高,层状顶板难以实现稳定控制等难题,综合采用数值模拟、理论分析和现场试验等方法,研究了巷道顶板不同区域锚索的真实受力特征和长短锚索对顶板的支护效应,分析了不同区域锚索对顶板的锚固机理。研究结果表明：布置在顶板不同区域的锚索受力具有显著的差异性,锚索在下位顶板岩层中受力较为复杂,同时承受拉伸荷载和剪切荷载,越靠近顶板中部其受到的轴向拉力越大,而越靠近巷帮其受到的横向剪切荷载越显著;提高锚索的预紧力有利于实现顶板的稳定控制,使锚索受力趋于均匀,减小有害受力;锚索的长度增加有利于扩大顶板的支护范围,但短锚索对其锚固范围内围岩的支护刚度优于长锚索;巷道顶板在横向可分为三区,即一个中心区和两个肩角区,长锚索优先布置在中心区,主控顶板的挠曲离层,短锚索布置在肩角区,主控顶板的层间剪切错动;巷道顶板在竖向可分为三层,即非稳定层、亚稳定层和稳定层;基于顶板锚索分区锚固机理,提出了以长短锚索为主导的多层次支护技术,并在现场取得了良好的工程...     

大断面煤巷桁架锚索支护预应力场研究与实践

针对大断面煤巷围岩控制难题,分析了高预应力桁架锚索支护技术的优越性。采用FLAC3D模拟分析了大断面煤巷条件下,桁架锚索长度、布置角度、孔口帮距和预紧力对支护预应力场的影响:锚索深入顶板长度以6~8 m为宜,布置角度以15°~20°为合理,孔口帮距为1.4~1.6 m最佳,增大锚索预紧力能大幅减弱岩层的受拉破坏情况,减少顶板岩层下沉。基于此提出了高预应力桁架锚索和常规锚杆索联合控制技术,结果表明:大断面煤巷支护完成15 d后实现自稳,巷道顶板下沉量小于95 mm,两帮移近量小于80 mm,顶板离层量小于5 mm。     

综放工作面回风巷锚网索联合支护技术优化

裕泰煤业15104综放工作面回风巷两帮为实体煤、顶板为含夹层的软弱顶板,采用锚网与锚索联合支护,支护参数不合理,巷道掘进过程中受相邻工作面回采影响,动压显现强烈,加之巷道断面较大,出现严重煤壁片帮、顶板下沉的情况。通过分析巷道围岩稳定性,对原支护参数进行优化,提出顶板采用短锚索+加强锚索支护,帮部采用锚杆+加强锚索支护。现场应用实践表明,锚杆、锚索受力稳定,巷道围岩变形量和顶板离层量均控制在合理范围内,对条件类似的综放工作面软弱顶板巷道控制有一定借鉴意义。     

复合顶板动压巷道变形破坏机理与锚杆支护技术

薛虎沟煤矿为解决复合顶板巷道围岩控制和支护困难,通过理论分析、数值模拟并结合工程实践,对复合顶板巷道变形破坏机理及相应的锚杆支护技术进行了分析及应用。结果表明复合顶板动压巷道围岩变形破坏主要是锚杆支护的主动支护作用效果差,特别是复合顶板岩层节理裂隙发育程度高,会使巷道顶板的稳定性大幅降低;结合矿井实际地质条件,采用锚杆、锚索联合支护技术,提升了锚杆、锚索的预紧力,增强了联合支护的支护强度,提高了联合支护的主动支护效应,可有效控制复合顶板动压巷道围岩的变形破坏。     

煤矿小孔径预应力锚索破断原因分析及对策

针对复杂困难条件下煤矿巷道支护锚索普遍存在的破断问题,通过实验室试验和现场巷道顶板煤岩层变形规律验证了锚索破断的原因,并提出了针对性解决措施。研究结果表明,井下锚索破断主要有2种形式:锚索锁具附近破断和锚索中部破断。锚索锁具附近破断的原因主要是锚索工作过程中与巷道岩面垂线夹角过大造成锚索受到拉-弯-剪复合应力作用所致;锚索中部破断主要是由于顶板岩层强烈错动导致锚索在受到较大拉应力情况下受岩层弯曲错动剪切所致。针对锚索的不同破坏形式,建议采取垂直岩面布置锚索、选择延伸率较大和屈服强度比较低的1×19股锚索、减小锚索长度、增加锚杆锚索预紧力的方法来解决锚索破断问题。     

东峰煤矿沿空留巷围岩变形规律研究

根据东峰煤矿3G02综放工作面沿空留巷300 m段内矿压数据的观测,分析沿空留巷围岩变形规律。得出如下结果:(1)巷道变形以顶底板移近量为主,其中顶板下降为主要变形量,两帮变形以煤帮鼓出为主;(2)整体上现有煤帮和墙体锚杆锚栓的支护强度可以满足要求,局部范围有破坏,顶板锚索受力普遍偏大,特别是充填区域,需要加强支护;(3)3G02工作面4~5个周期来压步距形成一个充分垮落循环,覆岩充分破断,冒落矸石对上位岩层形成支撑,上位岩层达到平衡状态,留巷达到稳定;(4)通过围岩收敛变形、顶板锚索受力、锚杆锚栓受力和墙体压力等矿压数据可以看出,顶板岩层剧烈运动范围很大,正常地段为滞后工作面40~100 m,特殊地段约为滞后工作面120 m。     

锚索在大直径深孔采矿法采场顶板加固中应用

阿舍勒铜矿为进行安全高效开采,运用高阶段大直径深孔采矿方法,通过调查围岩岩层特征及潜在冒落形式,采用长锚索对采场顶板进行支护设计.现场试验表明,受地质条件影响顶板存在两种潜在冒落风险,冒落形式为从中部向两侧,从下往上.同时确定了锚索的支护形式并通过经验公式计算了锚索支护参数,其主要参数为长度10～12 m、间排距2 m...     

破碎煤岩体综放工作面撤架通道支护技术

针对霍尔辛赫3201综放工作面破碎煤岩体条件,分析了综放工作面撤架通道支护难点,优选了采煤机割煤配合强力锚杆锚索支护形成撤架通道的方式。实践表明,在支架到位后,采用采煤机割煤形成撤架通道,并且使用强力锚索支护顶板、强力锚杆支护两帮后,锚杆最大受力为118kN,锚索最大受力为443kN,液压支架工作阻力最大为7262kN,活柱最大下缩量为190mm,顶板最大离层浅部为40mm,深部为15mm,能够保证工作面支架安全高效快速回撤要求。