顶板可接长锚杆耦合支护系统性能研究

针对大变形巷道顶板支护系统中锚杆与锚索受力和变形不协调的问题,研发了一种新型可接长锚杆。在对普通锚杆、锚索及新型可接长锚杆拉伸试验和力学分析的基础上,结合大变形巷道顶板围岩的变形破坏特征,提出了大变形巷道顶板可接长锚杆耦合支护系统,建立并分析了可接长锚杆耦合支护系统与锚索耦合支护系统的本构模型。研究表明:当巷道顶板变形量超过锚索最大延伸量时,锚索耦合支护系统中锚索由于延伸率低,过早于普通锚杆达到延伸极限而破断,而可接长锚杆能与普通锚杆在受力和变形2方面协调同步地支护顶板围岩;可接长锚杆能够提高顶板围岩的自承性能,并在保证较强支护力的同时提供更大的让压距离。可接长锚杆耦合支护系统成功应用于赵固一矿11031巷道试验段中,顶板变形量比原支护方案减少了20%左右,顶板围岩从开挖到稳定的时间缩短了33%,且顶板变形稳定后顶板下沉速率较原支护方案明显降低。     

可接长锚杆及其在巷道顶板支护中的应用研究

对于大变形巷道,由于顶板下沉量较大,容易造成锚索破断或支护失效。为避免巷道顶板事故的发生以及多次补强支护,研发了一种适用于大变形顶板的可接长锚杆,由左旋螺纹钢金属杆体、杆体墩粗连接头、杆体连接螺栓及锚尾螺纹组成。经过现场试验,其表现出与相同直径的普通螺纹钢锚杆同样的力学性能。在神东集团保德煤矿进行现场试验,并对试验巷道进行顶板深基点位移监测和可接长锚杆轴向受力监测。监测结果表明,可接长锚杆可以与顶板围岩同步变形,避免了因锚索伸长率低而被拉断进而引起的冒顶事故,可接长锚杆能够较好的控制大变形巷道顶板的下沉变形。同时,对其支护成本进行了分析,结果表明,用可接长锚杆取代锚索进行补强支护,可以大幅降低巷道的补强支护成本。     

大变形巷道顶板可接长锚杆支护系统性能研究

为解决大变形巷道支护成本高、效果差的技术难题,研发了一种新型可接长锚杆。针对大变形巷道顶板变形破坏特征进行研究,对比分析了普通锚杆、传统锚索及可接长锚杆的受力与变形特性,构建了围岩-支护系统本构模型,提出了顶板可接长锚杆支护系统,并应用于五家沟煤矿5203回风巷道,有效地控制了顶板的持续变形。结果表明:4 m可接长锚杆的最大延伸量为685 mm,破断载荷为195 kN,在充分发挥高延伸性的同时,保证了较高的支护阻力;顶板可接长锚杆支护系统后期的稳定性及支护强度均大于顶板锚索支护系统。现场监测表明,采用可接长锚杆支护系统维护的顶板,下沉量减小了33%以上,支护强度在160~180 kN的可接长锚杆的比例可达87.5%,实现了强力支护与有效让压。     

深井大变形巷道可接长锚杆支护技术

为了解决深井大变形巷道顶板下沉量大、顶板持续变形的问题,在赵固二矿11021工作面上顺槽进行了顶板岩层移动规律研究,结果表明:深井大变形巷道顶板变形量大、持续时间长,现有巷道锚杆和锚索联合支护方式对顶板变形的控制作用有限。通过可接长锚杆拉伸试验详细分析了可接长锚杆的力学性能,得出可接长锚杆高延伸性能更能适应围岩变形,据此,提出了可接长锚杆支护技术。在赵固二矿11021工作面上顺槽的工业性试验也表明,使用可接长锚杆支护技术后,顶板变形量比原支护方案减少了20%左右,顶板围岩从开挖到稳定的时间缩短了40%,且顶板变形稳定后顶板下沉速率较原支护方案明显降低,可接长锚杆支护效果良好。     

特厚煤层回采巷道顶板锚杆-长锚杆协同支护研究

为解决特厚煤层回采巷道顶板下沉大、易冒顶的难题,提出了锚杆-长锚杆协同支护思想,采用实验室试验对比分析了长锚杆和小孔径预应力锚索的力学特性,结合数值模拟方法对比研究了锚杆-锚索联合支护与锚杆-长锚杆协同支护对厚煤层巷道顶板的支护效果,并在南阳坡煤矿4103顺槽进行了工业性对比试验。结果表明,锚杆-长锚杆协同支护技术能够适应巷道顶板大变形,有效防止锚索破断导致的巷道冒顶。     

长锚固与卸压协同控制在深部强采动巷道的控制效果研究北大核心

针对深部强采动巷道围岩变形严重问题,以建新矿4203回风巷为工程背景,采用FLAC;数值模拟软件模拟了巷道在受掘进扰动及二次回采扰动时分别采用"短锚杆+长锚索"、"长锚杆+短锚索"、"长锚杆+短锚索+卸压"3种方案后巷道的应力分布规律和巷道围岩的变形规律。结果表明:加长锚杆长度可有效降低顶板变形量,卸压可有效改善巷道围岩应力坏境。并在4203回风巷设置了试验段,证明了长锚固和卸压协同控制对巷道变形量的控制和应力环境的改善具有明显效果。     

厚层复合顶板煤巷锚杆支护技术研究

为了解决顾北矿1312(1)综采面厚层复合富水顶板条件下巷道锚杆支护难题,根据煤巷锚杆支护围岩控制机理,锚杆支护巷道的围岩强度强化理论,高预应力、高强及超高强锚杆与锚索支护技术,提出了厚层复合富水巷道锚杆支护方案。工程实践表明,顶板和两帮采用2.5 m长高预应力、高强锚杆,顶板采用6.2 m锚索配合槽钢组成锚索梁结构支护,充分调动深部围岩承载能力,主动控制巷道围岩并形成稳定的承载结构,缩小了围岩塑性流动区的范围,达到了预期的支护效果。     

巷道掘进锚杆锚索支护的基本原理与优势

锚杆锚索支护是巷道掘进的一种主要形式。文章阐述了锚杆锚索支护的基本原理,锚杆锚索对岩体的加固作用及锚杆锚索支护的优势。     

复合软岩巷道长短锚索层次控制技术及实践

为解决复合软岩巷道变形难题,以成庄矿53181巷为工程背景,采用理论计算的方法确定巷道围岩4个承载层的范围,并分析锚杆(索)锚固系统失效的本质原因.基于4个承载层的范围,提出长、短锚索层次控制技术,建立长、短锚索层次控制力学模型,对比分析锚杆(索)和长、短锚索层次控制下的围岩位移特征曲线,从理论角度揭示长、短锚索层次控...     

单一特厚煤层围岩监测技术

以彬长矿区单一特厚4#煤层为背景,采用现场工业实践的方法,通过对回采工作面进行深基点位移监测,确定采动影响下,巷道两帮和顶板的动态位移量,以此为基础来判断巷道围岩的离层情况,及时发现存在的安全隐患,为控制围岩的稳定性和保障煤矿的安全生产提供依据。同时对巷道锚杆锚索进行测力研究,分析锚杆锚索的受力状态,确定锚杆锚索支护安全与否,及时发现锚杆锚索支护存在的问题,进而改善支护效果。     

深部巷道预应力协同支护数值分析

为了改善深部巷道围岩稳定性难以控制这一现状,提出了锚杆、锚索预应力协同支护思想.采用数值模拟的方法对巷道预应力协同支护进行计算与分析.结果表明:在现有的实际支护条件下,高强锚杆需施加40 kN及以上的预应力才能与锚索100 kN以上的预应力相协同;当锚杆、锚索的预应力产生协同作用时,对深部巷道的支护效果明显,巷道周边的应力集中区范围明显减小,应力分布趋于均匀;同时锚杆、锚索的平均利用率都达到0.5以上,且它们之间相差不大,充分发挥了高强锚杆、锚索的受力特性,使锚杆、锚索协同工作,避免了单独依次受力.故应该采用协同支护理论作为深部巷道工程支护设计的理论依据.     

首山一矿快速掘进巷道支护技术

针对平煤集团首山一矿深部巷道快速掘进条件下空顶距偏大、空顶时间长、巷道支护困难的问题,通过分析快速掘进下影响巷道围岩稳定性的主要因素,提出了联合主动支护的原则,经数值模拟计算,选择"锚杆+肩锚索"的巷道支护方式。理论与实践证明:实施锚杆锚索联合主动支护、缩短支护工序耗时可在保证巷道掘进速度的同时有效提高巷道围岩稳定性。     

矿井锚杆锚索联合支护应用分析

通过分析锚杆锚索联合支护作用机理及不同锚杆间距、不同锚索数量下的锚杆锚索联合支护效果,得出合理、经济的锚杆间距和锚索数,并阐明了锚杆锚索联合支护在井巷顶板控制中的突出效果,介绍了锚索与锚杆联合支护在沿空掘巷中的应用情况.在顶帮压力较大的巷道中,锚杆支护的优越性得到充分体现,保证了巷道支护的稳定性和回采的快速推进.     

大磨岭煤矿滑动破碎围岩巷道非对称变形特征及控制对策研究

根据神火集团大磨岭煤矿-426m水平西回风大巷的支护现状及滑动构造特殊地质条件,采用现场巷道变形观测及钻孔窥视效果分析总结出巷道围岩非对称变形特征及其影响因素。结果表明,巷道围岩松动圈发育随巷道暴露时间的增加而增大,受层面滑动等影响同断面内松动圈发育呈不对称分布。基于上述研究提出了"长锚杆顶锚索不对称联合支护技术",利用3m长锚杆控制浅部围岩强度,调整锚杆间排距、锚索以及高强底脚锚杆对产生层间滑移变形等关键部位进行加强支护。     

浅议掘进巷道锚网索支护的安全检查

为了有效提高锚杆索支护巷道的工程质量,保持巷道顶板围岩的完整性和稳定性必须对施工过的锚杆索进行质量安全检查,并加大对锚杆索支护巷道质量的过程监督与控制。该文主要从锚杆锚索的锚固、安全检查、锚杆锚索支护设计及锚杆锚索支护等四个方面浅议锚网索支护巷道的安全检查。     

煤巷合理锚杆锚索布置方式的分析及应用

基于目前煤矿巷道支护中锚杆-锚索布置方式存在的误区,分析了锚杆、锚索各自的力学特征和作用机理,采用数值模拟手段对比分析不同锚杆-锚索布置方式下预应力分布特征,并进行了现场实测。研究结果表明:将锚杆锚索分开布置在不同断面上,锚杆和锚索受力稳定均衡,相互协调,此时巷道浅部和深部围岩预应力分布状态更加合理,可发挥锚杆锚索协同作用,形成最佳预应力承载结构,有利于巷道保持稳定性。     

锚杆锚索支护技术

把锚杆、锚索支护材料埋入岩层内,使锚杆、锚索与围岩紧密结合在一起,提高巷道围岩的自承能力,减小围岩的变形,从而达到巷道稳定的目的。以软岩回采巷道锚杆、锚索支护为例,进行了数值模拟实验研究、锚杆支护界面力学特性的有限元分析等,对掌握锚杆、锚索作用机理,提高其支护的锚固力大有益处。     

永久煤层大巷支护技术研究

针对漳村煤矿480 m水平回风大巷服务年限长、煤岩体破碎的特点,依据强力一次支护理论,采用强力锚杆锚索组合支护系统,并进行了井下试验。实践表明,强力锚杆锚索组合支护系统能够有效控制巷道的变形,支护效果明显。     

锚杆锚索预紧力对深部特厚松软煤层巷道顶板影响研究

以新巨龙煤矿2306S特厚煤层巷道为工程背景,基于锚杆、锚索协同支护原理,采用数值模拟方法对深部特厚松软煤层巷道锚杆-锚索预紧力匹配性进行研究。结果表明:在锚索长度满足条件的情况下,锚索预紧力是影响巷道顶板变形的最主要因素。对于深部特厚松软煤层巷道,锚杆锚索预紧力匹配值分别为50/120kN和70/170kN时,锚杆、锚索协同作用最好,通过在新巨龙煤矿2306S巷道的现场实施,验证了该结论的正确性。     

近距离采空区下巷道支护稳定性研究

根据现场地质条件,运用FLAC3D数值模拟,对近距离煤层采空区下巷道稳定性进行了分析,并提出相应的支护措施。结果表明:锚索虽可在巷道支护初期提供较高的支护强度和支护刚度,但其延伸率低,在巷道大变形的条件下容易发生破断;接长锚杆具有与巷道协调变形的变形能力,能够很好地适应近距离煤层采空区下巷道围岩破碎、变形量大的特征,为巷道提供长时间的支护。