高应力软岩巷道围岩变形机理及支护技术研究

随着矿井采掘深度的不断增加,在开采深部巷道时巷道及工作面所承受的应力水平逐步增高,特别是软岩巷道的地压显现更加明显,巷道围岩破坏严重,深部高应力软岩巷道的支护问题越来越突出。镇城底矿为解决22213工作面回风巷在原支护参数下围岩变形量过大问题,在对泥质胶结软岩特点以及支护难点分析的基础上,对围岩支护进行重新设计。采用大变形恒阻锚索、高强锚杆对顶板支护,并增加顶板岩层锚杆（索）锚固长度,巷帮采用锚索进行补强加固。支护完成后,顶板、巷帮最大变形量分别控制在71 mm、115 mm以内,有效解决了泥质胶结软岩巷道围岩变形量过大问题,提高了围岩的稳定性,可对矿井地质条件相似的软岩巷道的支护优化设计提供参考。     

回风大巷围岩支护结构分析及优化研究

针对回风大巷应用的原有支护方案存在围岩变形量大的问题,基于矿井回风大巷工程地质概况,分析了围岩变形机理,结合内外承载结构力学模型与耦合支护的原理及特点,对围岩支护结构进行了优化,提出采用锚网索+注浆加固的支护策略,并详细设计了主要支护参数。通过进一步分析对比围岩支护方案优化前后的巷道围岩变形量,可知优化后的巷道围岩变形量明显减小,更好地保障了矿井安全生产。     

锚杆锚索联合支护技术在大断面开切眼支护中的应用

针对镇城底矿22603综放工作面开切眼的支护的实际问题,分析该巷道的支护原则及要点,设计了锚杆锚索联合支护的技术方案。该方案在镇城底矿22603综放工作面应用后,对巷道围岩变形监测结果表明:巷道顶底板移近量范围为15～66 mm,两帮移近量为15～45 mm,较好控制巷道围岩变形,实现了大断面开切眼的有效支护。     

新奥法巷道开挖监控及最佳二次支护时间的研究

新奥法巷道工程的核心内容是通过围岩变形的监测与分析检验围岩是否稳定及支护是否合理。针对工程开挖阶段,地质资料完整,但监测数据不足的特点,采用数值模拟方法,研究了开挖工作面推进与支护施工过程中巷道围岩变形规律,以围岩变形曲线为研究对象,讨论了开挖施工对巷道围岩的影响范围及不同开挖方式下的开挖面空间效应问题,并确定了最佳二次支护时间。     

复杂破碎巷道支护效果分析与评价

金川集团龙首矿为高应力复杂破碎岩体,矿区岩体流变特性显著,巷道围岩变形量大,变形持续时间长;为有效控制巷道收敛变形,矿山采用了双层喷锚网支护的支护加固措施。为探究矿山当前的巷道支护效果,进行了现场锚杆应力和巷道收敛变形监测,结果表明:巷道锚杆整体托锚力较低,一般为锚杆锚固能力的6.67%～23.33%,为此提出了增强支护效果的建议措施;巷道围岩变形量呈现缓慢增加趋势,变形速率有减缓趋势,水平方向收敛大于垂直方向收敛,平均收敛速率0.09～0.19mm/d,处于减速变形阶段,巷道整体稳定状态良好,取得了相对较好的支护加固效果。     

基于变形监测的巷道注浆支护效果评价与分析

玲珑金矿255新巷道塌陷区岩体运用水泥-水玻璃双液注浆及锚固技术进行改造增强加固。通过对注浆前后现场大量实测资料和巷道断面及底板变形监测数据进行统计分析,发现处于采动影响的坚硬围岩、浅埋巷道围岩变形具有阶段性和可恢复性特征,巷道围岩变形经历稳定-急剧变形-缓慢变形-变形恢复4个阶段。此外,注浆后,巷道底臌减缓、原下沉逐步恢复,两帮收缩量趋于稳定,充分证明了巷道注浆效果良好,支护设计合理。     

顶板淋水巷道过断层时围岩控制技术研究

为解决顶板含水巷道过断层期间淋水量增加、围岩控制难度增大以及存在一定安全风险的问题,通过分析巷道围岩、顶板淋水以及断层赋存情况,提出采用超前探测、超前注浆、补强加固以及围岩喷浆等方式对围岩进行支护的方案,并进行工程应用。结果表明,应用该方案进行支护后,巷道掘进过断层期间顶板未出现淋水情况,同时巷道围岩变形量较小,确保了巷道掘进安全。     

综采条件下超厚煤层回撤巷道围岩控制技术研究

本研究采用层理离层采集监测装置和测力仪,对围岩变形、锚杆和锚索荷载以及层理离层进行监测分析。利用围岩变形监测,获得了特厚煤层密集开采条件下5110巷支护结构的受力特征。结果表明,工作面前方试验巷道收缩面积明显减小,对围岩变形和顶板支护取得了较好的控制效果。     

镇城底矿28620工作面强动压巷道围岩控制技术研究

针对强动压巷道围岩控制难题,以镇城底矿28620工作面动压巷道为研究对象,通过现场对工作面巷道围岩表面及内部观测,得到动压巷道围岩变形破坏的主要三大特征,分析了动压巷道围岩变形破坏机理,结合工作面围岩赋存特征,以镇城底矿动压巷道为例提出了围岩控制技术,并进行工业性试验。试验结果显示:动压巷道围岩控制技术控制效果良好,巷道受动压扰动影响较小,在工作面回采期间,巷道围岩变形量在可控范围之内,未影响到工作面正常回采作业。     

松软破碎巷道围岩注浆加固技术研究

为解决20705运输巷掘进至松软破碎带时巷道围岩变形量大、支护困难等问题,提出采用注浆方式对围岩进行加固,确保巷道掘进以及使用安全。依据现场实际情况,在巷道断面布置5个注浆钻孔,钻孔排距为3.0 m、孔深为3.0 m,钻孔注浆压力2～4 MPa并确保单个钻孔注浆量在897 kg以上。现场应用后,加固范围内破碎岩体内裂隙被注浆浆液充填,巷道围岩变形量得以有效控制,应用取得较好成果。     

复杂应力场下膨胀性软岩巷道变形破坏机理与控制技术研究

为解决某矿软岩巷道在复杂应力场作用下大变形破坏的问题,通过室内围岩水理特性分析、现场巷道破坏形式调查以及围岩的吸水软化试验,对软岩巷道的变形破坏机理进行了深入的分析,结果表明:井下巷道破坏的动压主要来自软岩膨胀释放应力和爆破采动应力,巷压的表现形式随采矿活动的变化而改变。以围压恢复加固理论为指导,提出了锚喷网临时支护+浇灌钢纤维混凝土被动支护+预应力树脂锚杆主动补强的联合控制方案,配合壁后接顶充填和浇筑底梁等关键技术,对巷道实施了全封闭强化支护。试验巷道经过为期半年的变形监测,所采用的支护方案能够有效控制软破围岩变形。     

煤矿井下巷道围岩协同支护技术的应用研究

针对煤矿井下巷道围岩在矿压波动和强采动作用下变形量大,影响井下综采作业安全的难题,提出了一种新的煤矿井下巷道围岩协同支护技术方案。在该方案中,综合应用锚杆支护、注浆改性和水力压裂技术,以实现在不降低巷道井下支护效率的情况下提升巷道的支护稳定性。在某煤矿井下拱形巷道支护中的应用效果表明,该井下巷道支护方案能够将巷道围岩两帮变形量降低49.1%,将巷道顶板变形量降低54.3%。     

煤矿井下巷道围岩控制方案研究

提出了一种新的井下巷道围岩控制方案,以巷道采空区的顶板卸压机制为基础,建立了一个新的巷道围岩支护体系,通过液压支架临时支护、单体支柱支护等综合支护体系共同实现对巷道围岩变形的控制。根据实际应用表明该巷道围岩控制方案能够有效地降低作用在巷道围岩支护结构上的负荷,同时极大地缩短了巷道围岩支护流程,具有较大的应用推广价值。     

中厚软弱复合顶板巷道控制技术研究

通过机理分析结合数值模拟研究了巷道的应力分布情况,并提出锚索注浆加固的方案。通过布置表面位移监测表对加固效果进行分析,发现支护后的围岩变形量明显减小,较好地维护了巷道的稳定性,为矿山安全生产提供借鉴。     

马兰矿新型锚固注浆体系支护技术研究

为减少南五下组煤辅助运输下山巷道两帮变形,西山煤电马兰矿在后续修复过程中使用新型锚固注浆体系对煤柱进行加固.介绍了新型锚固注浆体系支护技术,巷道采用新型锚固注浆体系支护后,取得了明显的效果.     

大采高工作面顺槽围岩破坏特征及控制技术研究

针对大采高工作面顺槽回采期间围岩变形破坏严重问题,以西曲矿18501工作面顺槽为研究对象,通过分析巷道围岩破坏特征,结合工作面的覆岩赋存特征,研究了回采期间巷道围岩变形破坏机理,提出了大采高工作面顺槽围岩联合强化控制技术,并在现场进行工业性试验。试验结果显示,在工作面回采期间,巷道并未出现大变形现象,围岩控制效果良好,为类似地质矿井生产提供借鉴。     

煤矿井下巷道围岩变形原因分析及控制方案研究

针对大深度巷道掘进作业过程中所面临的矿压波动和应力集中问题突出,提出了一种新的巷道围岩变形控制方案,综合运用高预应力高强锚杆支护、关键部位强力支护、全断面协同支护,实现了对巷道围岩稳定性的有效控制,根据实际应用表明,新的支护方案能够将巷道两帮变形量降低76.9%,将巷道顶底板变形量降低75.1%。     

锚注加固技术在软岩巷道围岩加固中的应用研究

针对原支护对巷道两帮、底部的控制较弱,顶部强度也需要加强的情况。根据高预应力、高强度、高刚度、强力支护的支护加固理念,采用预应力高强锚索支护系统,配以围岩注浆、锚注技术,解决了巷道围岩控制问题,保证了巷道设计断面及其功能使用。工程实践表明修复加固方案能够满足巷道修复治理的要求,取得了很好的效果。     

西翼集中回风巷注浆加固方案设计及应用

针对曙光煤矿西翼集中回风巷矿压显现剧烈、变形破坏严重的难题,基于巷道具体的地质生产条件,从巷道围岩特征、采空区侧向支承压力等方面分析巷道变形破坏原因,进而对西翼集中回风巷注浆加固补充方案进行设计,总体思路是首先进行巷道围岩注浆,然后实施全长预应力注浆锚索加固,最后进行巷道表面喷浆。加固后的矿压观测结果表明,巷道围岩变形得到有效控制,实现了巷道加固的目的,技术经济效益显著。     

U钢管混凝土支架支护技术在金川矿山的应用

为解决金川矿区深部软岩巷道支护问题,引入了钢管混凝土支架支护技术。以金川二矿区1 000 m试验巷道为原型,在充分分析巷道工程地质条件及原支护条件下围岩的变形特征后,设计安装了现场监测设备,并利用FLAC3D数值模拟软件对比分析了3种支护条件下的巷道围岩变形情况。研究结果表明：（1）无支护条件下开挖巷道,巷道围岩最大变形量可达400 mm,围岩的顶底和两帮位移较大,巷道围岩塑性区分布范围为一个长轴半径为15 m、短轴半径为9 m的椭圆;（2）“锚网喷+U型钢拱架”联合支护条件下,巷道围岩最大位移量约为35 mm,较大位移出现在两帮处,顶、底位移受到较好的控制,巷道围岩塑性区分布较无支护条件下小很多;（3）“锚网喷+钢管混凝土支架”联合支护条件下,巷道围岩最大位移量为28.5 mm,相比于U型钢支护条件下减小约20%,围岩发生位移和塑性变形的范围也相对减小,巷道围岩更稳定;（4）通过对比数值模拟计算与现场监测结果可知,2种方法所得结果变化趋势相似,皆表现为钢管混凝土支架顶拱处的变形较稳定,数值上较两帮小,左、右两帮变形值较大,说明在1 000 m巷道所处地质条件下,钢管混凝土支架能有效地控制巷道位移,减小塑性区,但两帮处变形相对严重,应给予重点关注。