大变形回采巷道耦合让压支护技术研究

以枣泉煤矿11205大变形辅助运输巷为例,采用理论分析与实验室测试相结合的方法,提出耦合让压支护基本思路及11205辅运巷支护的耦合让压支护方案,利用数值模拟计算不同方案下围岩的变形破坏规律。结果表明:采用耦合让压支护使围岩变形得到了控制。     

复杂地质条件下大断面巷道支护方式优化研究

针对枣泉煤矿12205工作面运输巷围岩地质条件变化复杂,原有支护不能有效控制围岩变形,采用数值模拟和现场监测的方法,对该巷道支护方式进行优化研究,提出了优化后的支护方式为锚网索+注浆+钢梁、钢棚等多介质耦合支护。结果表明,支护方式优化后巷道顶底板移近量为10~80 mm,变形速度较小,围岩变形趋于稳定;巷道围岩高应力区扩大了约1 m,围岩松动圈范围缩小至1.2~2.0 m。结果证实优化后的支护方式能充分发挥围岩与支护体的整体力学效应,变载荷为承载体,增加了围岩自身的承载能力,对巷道围岩的稳定性起到了较好的支护效果。     

深井小煤柱沿空掘巷整体耦合让压支护实践研究

针对正通煤业小煤柱沿空掘巷原有支护设计不能满足生产要求,顶板和两帮出现较大变形等问题,分析了原有支护设计主要存在的问题及巷道支护的关键点,提出巷道整体耦合让压支护技术,实现锚杆锚索和围岩的变形耦合、锚杆锚索变形耦合、锚杆锚索的让压协调受力,设计出耦合让压锚杆+耦合让压锚索+焊接网+W钢带联合支护系统,数值模拟与巷道监测结果表明,采用耦合让压支护的顶板与两帮位移稳定值分别为90、70 mm,有效地控制了围岩变形,满足了安全生产要求。     

深部高应力巷道充填式释压刚柔耦合支护技术适用性研究

针对深部高应力巷道在卸压孔支护技术中对围岩扰动严重并且卸压变形量不易控制问题,以北京长沟裕矿为背景,综合运用理论分析与数值模拟的方法,在分析巷道矿压显现特点以及巷道大变形机理的基础上,提出了高应力巷道充填式释压刚柔耦合支护方法。对原始支护方案与充填式释压刚柔耦合支护方案进行对比分析。结果表明:充填式释压耦合支护方案较原始支护方案在围岩塑性区以及变形量方面都有较为明显改善,巷道围岩卸压变形量基本可控。     

复杂围岩灾变环境下巷道修复技术研究

针对麦垛山煤矿110207工作面运输巷受复杂围岩应力影响,顶板出现开裂下沉等现象,通过对巷道围岩灾变的表现形式、围岩变形机理的研究分析,提出了复杂围岩灾变条件下既要保证支护体之间的协调作用,也要保证支护结构与围岩之间的耦合作用,从而使支护体系达到最佳组合。巷道整体以高强预应力锚杆和锚索梁进行有限让压强化支护,形成以高强、高预应力锚杆支护为基本的支护体系,以锚索为骨架的网状支护单元。通过注浆改变围岩受力状态提高承载能力;巷道特殊地段二次支护采用29#U型可缩性钢支架进行耦合让压支护,使支护体与巷道围岩之间相互耦合;按照“预防为主、综合治理”的原则,提出了“集中疏水泄压+注浆控制裂隙+喷浆封闭”的综合防治水技术,降低顶板裂隙水的影响,确保了巷道围岩的整体稳定性。     

晋华宫矿沿空巷道卸压释能耦合让均压支护技术

针对晋华宫煤矿近距离煤层巷道高应力叠加强开采扰动诱发的大变形难支护问题,采用钻屑法及钻孔窥视法对巷道围岩进行现场测试,获得了围岩应力分布及松动圈发育特征;在此基础上提出了卸压释能+耦合让均压支护技术方案,并开展现场工业性试验。结果表明：煤柱帮应力峰值高于实体煤帮;煤柱帮低应力区(卸压区)主要集中在4 m以内,表现出大松动圈特征,高应力区主要集中在6～10 m。钻孔卸压释能方案有效缓解了围岩集中压力,将应力峰值转移至围岩深部,耦合让均压支护结构有效控制了浅部松动圈破碎围岩变形。     

针对构造应力合理选择巷道支护形式

根据新疆伊犁昭苏盛泉煤矿巷道围岩变形受构造应力影响的现象,研究了构造应力与巷道支护的关系。研究表明,巷道方向与构造水平应力方向平行时跟两者方向垂直时的围岩变形情况大有不同。通过因地制宜改变支护形式,大大减少了巷道支护成本。     

软岩大变形巷道卸压与可控大变形支架支护技术

以甘肃省新安煤矿软岩巷道为例,针对其巷道周边围岩大变形、巷道表层支护体失效、来压快、初期变形量大、持续变形时间长、围岩易风化、接触空气潮解强度急剧降低等软岩巷道破坏特征以及软岩巷道支护的难点,探索了在软岩巷道周边开挖卸压槽,主动预留围岩变形空间,缓解应力影响的支护方法,并设计出与之相适应的可控大变形让压拱形支架,以期为有效支护大变形软岩巷道提供参考.     

浅埋深高应力煤巷锚杆支护技术研究

针对浅埋深高应力巷道条件,在地质力学现场测试和钻孔窥视的基础上,分析了浅埋深高应力巷道变形破坏的主要原因,提出采用高预应力锚杆支护技术进行此类巷道支护,并成功应用于枣泉煤矿11201工作面回风巷,巷道围岩变形得到有效控制,巷道变形降低80%以上,支护状况发生了本质改变。     

深井高应力软岩巷道让均压加固技术研究

深井高应力软岩巷道支护难度较大,传统的支护方式难以控制围岩稳定。针对云驾岭矿深井轨道巷变形破坏特征及地质条件,通过理论分析,提出了巷道让均压支护理念,即通过让压环实现全断面锚杆、锚索受力均衡,设计了一次锚网索让均压支护和二次注浆加固的综合支护方案。现场工业性试验表明,拱形巷道拱肩部锚杆、锚索让压环首先让压变形,随后向顶部转移;锚杆让压极值为15t,锚索让压极值为18t。结果表明南翼轨道巷变形破坏得到了有效的控制。     

深部高应力巷道围岩控制技术研究

深部巷道具有变形量大且持续时间长,四周来压,易受扰动和整体收敛的特点。该文分析了千米深唐口煤矿高应力南部轨道大巷的变形破坏特点及规律,提出了千米深井高应力巷道围岩控制技术。现场应用结果表明,采用左旋高强螺纹钢锚杆全长锚固配合锚网索喷永久支护的支护方式可有效控制围岩变形,实现巷道稳定。     

高应力巷道围岩综合控制技术及应用研究

为了研究高应力巷道围岩的稳定性及其控制技术,基于该类围岩的变形特点,分析了高应力采场巷道稳定性的3种主控影响因素及破坏机理,以适当让压、控制巷道围岩有害变形、及时封底作为支护,以巷道最大允许位移、巷道使用时间、不同围岩或采用不同支护强度的围岩变形速率作为支护的基本原则,提出了一种以预应力锚索为核心的综合锚固控制技术;最后,介绍了该综合控制技术在实施过程中应注意的几个关键问题,如进行合理的初次支护、提高初次支护结构整体强度、进行预应力锚索的二次支护、其他辅助措施等。     

深部高应力软岩巷道让抗耦合控制技术

深部井巷工程及采场的环境地应力水平较高,围岩表现出大变形、高地压、难支护的软岩特征。以赵固二矿Ⅰ盘区运输大巷为工程背景,结合该巷道硐室结构复杂、地压应力集中、围岩变形量大等现状,通过钻孔窥视、雷达探测及室内试验等手段,总结了深部高应力软岩巷道的变形特征与破坏机理;在此基础上,运用"初次锚注让压、二次刚性封闭"的耦合支护思想,制定了高应力软岩巷道让抗耦合关键控制技术,并通过FLAC~(3D)仿真模拟分析了原方案与耦合方案下的控制效果。结果表明,采用让抗耦合的分阶段支护方案,能够使围岩与支护体系协调变形,同时改善围岩与支护结构的受力状态,达到巷道稳定的目的。     

油页岩巷道围岩变形失稳机理及支护技术

针对甘肃窑街煤电集团海石湾煤矿油页岩回采巷道围岩在整个使用期内持续变形得不到有效控制的现状,综合采用理论分析、实验室试验、数值计算的方法对巷道变形失稳机理展开研究。结果表明水理、风化作用和不合理的支护时机选择是油页岩自身强度降低的根本原因;构造应力场的存在加剧了油页岩巷道围岩变形破坏的进程。在此基础上提出油页岩巷道高强预紧、适度让压、封闭裂隙、切断水源的围岩稳定控制整体思路,通过采用高强预紧让压锚杆+锚网喷联合支护技术手段,有效地控制了巷道围岩变形破坏,取得了良好的技术经济效益。     

深井软岩巷道均衡让压控制技术

针对海石湾煤矿深井软岩巷道支护困难的问题,依据围岩强度强化理论及能量平衡理论对其进行力学分析,采用数值模拟和工业性试验的方法,提出高强预应力均衡让压围岩控制思路.通过在锚杆托盘与螺母之间加装一个恒阻让压管,巷道不同部位的让压管随巷道围岩应力变化产生相应的变形,使巷道围岩处于均衡受力状态.工业性试验表明:锚杆的均衡让压作用可使巷道围岩充分释放初期弹性变形能,并提高支护系统的可靠性,试验巷道25～35 d即进入稳定状态,顶板最大位移量为130 mm,两帮最大移近量为110 mm,断面收缩率降低了50％,解决了海石湾煤矿深井软岩巷道支护难题.     

吸能耦合支护模型在冲击地压巷道中应用研究

对冲击地压巷道围岩破坏原因和机理进行分析,建立了冲击吸能耦合支护模型(围岩-吸能材料-钢支架),分析了吸能耦合支护结构冲击能耗散机理,提出了冲击地压巷道吸能耦合支护方式,并提出建立安全巷道或部分安全区供避难场所.利用有限元计算方法,对直墙半圆拱形巷道吸能耦合支护前后应力和变形进行了数值分析.计算结果表明,无支护条件下,巷道顶、底部均形成应力集中区,顶角处应力最大,极易造成巷道两肩破坏;采用吸能耦合支护后,应力发生转移和扩散,围岩应力场和位移场趋于均匀化,应力集中区向两帮扩大,同时巷道整体变形明显降低,从而提高了冲击地压巷道安全程度,为巷道围岩安全支护提供了一种新方法.     

深部巷道连续双壳加固机理及试验研究

由于深部巷道变形破坏严重,传统支护难以保证巷道稳定。本文在详细分析深部巷道围岩变形特征的基础上,提出深部巷道连续双壳加固理念,并分析双壳加固机理。通过相似材料模拟试验,对不同采深条件下裸巷、锚杆支护、连续双壳支护巷道围岩变形及应力分布规律进行研究。结果表明：随采深增大,裸巷围岩发生大面积整体破坏,不能自稳;锚杆支护巷道锚固区以里深部围岩继续发生离层破坏,巷道存在潜在破坏危险;连续双壳支护巷道只在巷帮浅部发生局部剪切破坏,围岩稳定性好。以陶二煤矿新南总巷道支护为例,验证了连续双壳支护的合理性。     

花鼓山矿回采巷围岩变形规律及支护研究

为了解决回采巷道支护难的问题,花鼓山煤矿组织对井下巷道围岩变形规律进行观察,并对观测数据进行分析,掌握受动压影响下的围岩变形规律,对巷道围岩应力分布进行计算机数值模拟,从而优化支护方式和锚杆支护参数,指导巷道掘进和支护设计,使巷道支护更加经济合理。     

渝阳煤矿深部巷道支护优化设计研究

针对渝阳煤矿深部巷道N3702运输巷围岩变形严重、原支护方式效果差的问题,为保证巷道长久稳定与安全,通过巷道矿压监测与松动圈测试量化了围岩变形特征,研究了围岩变形与支护作用机理。研究结果表明:巷道围岩变形破坏具有明显的时间效应,顶底变形大于两帮变形。基于悬吊理论与最大水平应力理论进行支护优化设计,确定了合理有效的支护优化方案及参数,并进行了现场工程试验。根据现场监测结果分析,支护优化方案有效控制了巷道围岩变形,支护效果较好。     

置孔释压支护模型在高应力软岩巷道中应用研究

通过对高应力软岩巷道破坏机理进行分析,建立了置孔释压支护模型(围岩-置孔释压材料-金属支架),分析了置孔释压支护原理,提出了高应力软岩巷道置孔释压支护技术;并利用RFPA软件,对矩形巷道支护前后巷道围岩破坏演化过程进行了模拟。结果表明:无支护时巷道是以两帮压裂为主的整体破坏;采用钢棚支护后,帮与底的破坏诱发顶板大范围离层、冒落,钢棚被压垮;采用置孔释压支护后,围岩应力通过释压材料压缩得以释放,巷道表面无明显变形,支架完整。研究表明置孔释压支护能够降低围岩应力,提高巷道稳定性,为高应力软岩巷道安全支护提供了一种新技术。