不稳定围岩拱形巷道锚杆支护组合拱计算模型及应用

煤矿井下不稳定围岩锚杆支护．以往确定锚杆支护组合拱厚度时，大多是根据经验或试算。本文就拱形巷道组合拱厚度如何计算从理论上进行了推导，从而完善了不稳定围岩拱形巷道的锚杆支护参数设计，该模型得到了实际应用和验证。     

软岩动压巷道锚杆注浆支护方式探讨

我国软岩巷道主要采用金属可缩性支架支护方式，需要大量钢材，并且严重制约了矿井生产效率。为改革这种传统的支护工艺，相继使用管缝式锚杆、可拉伸锚杆、组合锚杆和锚杆桁架等支护形式。但是，由于软岩动压巷道中围岩的松动范围较大、岩体强度较低，单纯使用锚杆支护难以使破碎岩块完全处于受压状态而形成组合拱，采用锚杆支护与注浆加固相结合的方法，可以充分调动围岩的承载能力，保证巷道围岩稳定。     

破碎围岩巷道锚网钢带支护参数设计及应用

根据锚杆在破碎软岩中的作用机理,推导了锚杆作用下围岩强度的计算公式。通过分析组合拱理论中组合拱的破坏形式及锚杆钢带的作用机理,确定了采用该理论进行支护参数设计中需要考虑的因素,并提出了合理的锚网钢带支护参数设计依据。在井下工业性试验中,该方法有效控制了浅埋破碎围岩巷道的变形,对类似巷道支护设计具有一定的指导意义。     

深部巷道不同支护形式的对比计算分析

为获得深部巷道的合理支护方法, 针对平煤四矿深部巷道, 采用ANSYS软件, 对被动支护、底板开放式锚杆组合拱支护、全断面预应力锚杆支护、关键部位加强支护等不同支护形式进行了对比计算分析。计算结果显示, 支护阻力大于0.2 MPa之后对巷道变形的控制作用较小, 仅通过提高被动支护阻力难以控制巷道变形; 与底板开放式锚杆支护相比较, 全断面预应力锚杆支护可显著减小巷道变形, 利于围岩承载结构的形成; 关键部位锚索支护可减小围岩应力集中程度, 同时使深部围岩承担荷载, 提高浅部围岩稳定性。综合分析得知, 对于深部巷道需采用强化支护结构强度、调动围岩承载能力、关键部位加强支护、全断面预应力锚杆支护等手段。     

祁南煤矿极不稳定煤巷锚注支护实践

锚杆和注浆联合支护技术既具有锚杆支护的优点，又可以利用注浆充填围岩裂隙，锚、注一起形成一个多层有效组合拱共同承载。祁南煤矿在极不稳定煤巷中采用锚注技术，较为成功地控制了巷道的变形，保持了巷道稳定。     

大围岩松动圈巷道支护研究

本文根据围岩松动圈巷道支护理论,着重研究梁北煤矿大松动圈围岩巷道的支护,提出以围岩碎胀变形力作为锚喷支护设计的理论依据,以锚杆形成的组合拱来抵抗地压和围岩变形,并对主要的施工技术和方法进行阐述.     

组合拱梁理论在回采巷道顶板锚杆支护中的应用

锚杆支护组合拱梁作用理论适用于层状项板锚杆支护设计,据此理论对一回采巷道的项板锚杆长度进行了参数设计,结合工程实践确定了其他支护参数,围岩位移现测表明试验取得成功.     

基于自稳隐形拱原理的锚杆支护设计

基于自稳隐形拱原理的锚杆支护设计，是在总结锚杆加固围岩机理的基础上，第一次将岩体承载能力的界限划进了屈服范围内，认为锚杆支护的主要作用在于控制锚固区围岩的离层、滑动、张开裂隙等扩容变形与破坏，最大限度地保持围岩完整性，避免有害变形出现，并提出了极限自稳隐形拱是地下巷道围岩可能失稳的最大区间边界。本文运用有限差分法程序FLAC2D对其进行了分析研究，推导出了自稳隐形拱与极限自稳隐形拱的曲线方程，为巷道的锚杆支护技术提供了参考和借鉴，对工程实际具有重要的指导作用。     

典型锚杆支护巷道软弱夹层顶板力学模型研究

分析了当前锚杆支护巷道的几种力学模型的优缺点,在此基础上详细探究了含软弱夹层巷道锚杆支护的预应力围岩强化组合梁理论,锚杆对巷道顶板起到悬吊作用、组合拱作用、加固作用等,锚杆的预应力越大,岩石的围压越大,围岩强化作用越明显,使巷道受力从类似单轴受压向三轴受压转换越明显。借助岩石力学的本构理论,推导出巷道预应力围岩强化组合梁的本构模型和本构方程,进一步分析了软弱夹层位于锚杆锚固区内、锚杆锚固区边缘、锚杆锚固区外等三种条件下的锚杆支护情况。     

不同支护结构对深部巷道围岩变形的时效分析

为合理选择深部软岩巷道的支护形式和支护时机,采用有限差分软件FLAC3D,考虑围岩强度的时效性,分别研究了锚杆锚索主动支护结构、U型钢和壳体被动支护结构及反拱加底板锚杆支护结构对深部软岩巷道围岩变形的控制作用。结果表明:因围岩强度的时效性,岩体之间作用减弱,锚杆、锚索等柔性支护结构调动岩体发挥承载作用的能力降低,围岩变形明显;巷道前期剧烈变形后,因锚杆锚索具有一定围岩自身承载能力,施加刚性支护可有效控制巷道变形;底拱和底板锚杆有利于改善底板围岩受力环境以及控制巷道围岩变形整体协调性;注浆是改善围岩变形时效性的有效手段。提出初期以高预应力、高强度锚杆等进行支抗与卸压,后期以刚性支护及注浆进行加固的巷道支护对策。     

大围岩松动圈巷道支护研究

本文根据围岩松动圈巷道支护理论,着重研究梁北煤矿大松动圈围岩巷道的支护,提出以转岩碎胀变形力作为锚喷支护设计的理论依据,以锚杆形成的组合拱来抵地压和围岩变形,并对主要的施工技术和方法进行阐述。     

深井高应力软岩巷道布置与支护

本文结合结丰煤矿－920m东区段岩石集中巷（埋深1050m）的施工，运用巷道围岩工程分类和锚杆加固组合拱理论，全面探讨了深井高应力软岩巷道布置与支护方式，具有一定参考和实用价值，为其它深部巷道布置与支护提供了理论依据。     

长短锚杆结合支护技术在灵东矿特大断面切眼施工中的应用

软岩地层大断面切眼支护是巷道支护中的主要难题之一,在灵东矿切眼支护中遇到了围岩顶板软弱,传统锚网支护方式难以满足围岩稳定的问题。采用巷道围岩卸压与及时支护的原则,结合围岩压力发展过程与支护阻力发展过程合理协调的原理,通过改进传统的支护方式,设计了长短锚杆结合的支护方案。2 700 mm的长锚杆和2 200 mm的短锚杆分别形成相间且大小不同的压力拱,在围岩压力增大的过程中,短锚杆形成的压力拱首先变形释放部分围岩压力,而后长锚杆形成的压力拱承受的压力逐步增加,形成了大、小压力拱共同承担围岩压力的状况。这种支护设计方式协调了长、短锚杆形成压力拱承受荷载的比例,充分发挥了两种锚杆的支护作用。实践证明:是一种合理的支护设计方式,可以在类似条件的切眼巷道中推广使用。     

软岩巷道锚杆-拱架联合支护参数优化研究

为明确软岩巷道锚杆-拱架支护失效机理,寻求锚杆、拱架支护参数的优化组合,以典型软岩巷道为工程背景,利用具备锚杆破断、拱架压弯屈服与架-岩脱离功能的FLAC3D精细化数值模拟平台,开展了锚杆、拱架不同强度组合对围岩控制效果的对比研究。结果表明:(1)巷道收敛变形量和塑性区体积均随锚杆直径、拱架截面积的增大而减小,但对底鼓的影响不明显;(2)锚杆、拱架单独作用下出现了严重的锚杆破断、拱架屈曲失效现象,二者协同组合作用下效果改善;(3)构件失效机理分析显示拱腿率先变形是拱架整体失效的主要诱因,模拟结果与工程现场基本一致;(4)不同支护强度组合方案对比分析显示,支护效果受锚杆直径的影响并不显著,而随拱架参数的变化响应明显。基于研究结论提出18mm+1.2U36并增设锁拱锚杆的支护优化方案,并得到现场验证。     

回采巷道组合锚杆支护试验

组合锚杆支护是一种新型的支护方式,它具有积极的、主动的、及时的加固巷道周边围岩的作用,它能利用围岩的自身承载能力使组合锚杆与围岩组成整体组合岩梁,形成整体支护结构,能比较有效地抑制巷道围岩的变形。在一般情况下,巷道断面的收缩在不需维修的条件下能满足生产的要求。同时组合锚杆支护能简化工作面端头区支护,还可大大降低巷道成本和巷道维修费用,与工字钢支护相比可节省巷道成本50％以上。 尽管组合锚杆支护具有显著的技术经济效益,在国外得到了广泛应用和发展,但在国内还只是刚刚起步。1989～1990年我们和煤科院开采所对组合锚杆在淮南矿务局新庄孜矿和谢一矿进行了井下工业性试验,取得了比较明显的技术经济效益。现以谢一矿试验为例谈一点钢带式和桁架式组合锚杆支护的现场使用情况。     

深部回采巷道的支护设计

随着开采深度的不断增加，巷道的支护问题日趋严重。通过现场监测修改支护设计，采用加大锚杆长度来增加组合拱厚度，有效地控制巷道的变形，提高了支护效果。     

复杂困难条件下的巷道支护

在对断层破碎带内巷道围岩支护研究中，利用锚杆对围岩的加固作用，锚索对锚固层的整体增强作用，采用锚杆，锚索组合支护，成功地维护位于断层破碎带，高应力区内的巷道。     

王庄煤矿薄煤层半煤岩巷锚杆支护设计

以王庄煤矿4007工作面胶带顺槽为例,综合极限平衡区和非弹性区、组合拱锚杆支护设计理论,结合薄煤层半煤岩巷围岩特点,提出顶板选用直径16 mm,长度2.0 m的螺纹钢锚杆支护,锚固长度为0.50 m,锚杆间排距为0.9 mX0.9 m,取消帮部锚杆。现场施工后,巷道变形量稳定,顶底板最大移近量为160 mm,两帮最大移近量为114 mm。在保证巷道围岩稳定的情况下,节约了大量支护材料,提高了支护效率。     

锚杆支护三角组合技术的研究

对锚杆支护三角组合技术的组合结构进行了介绍,对比常规锚杆支护,分析了三角组合技术在锚杆支护中抑制岩石移动的作用,并利用FLAC模拟方法,观察在三角组合技术下巷道围岩位移的变化,得出了三角组合技术保护巷道的优越性。     

6~#煤大采高回采巷道顶板支护研究

针对大采高工作面顶板围岩各岩层之间胶结能力弱、巷道围岩大面积垮落的特点,以西山煤电西曲矿6#煤巷道为研究对象,运用数值模拟和工程实践相结合的研究方法,分析研究巷道围岩最佳的支护方案。研究表明,采用锚杆组合梁与锚索组合拱相互耦合的支护方案,能够有效控制大采高巷道围岩变形,巷道围岩稳定性得到保证。