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.     

深井软岩巷道双套棚灌浆支护技术研究与应用

为解决深井软岩巷道变形大、支护难的问题,以盘江矿区某矿121213工作面运输上山为工程背景,进行深井软岩巷道变形破坏特征及变形破坏原因的研究,得出结论:高地应力、围岩遇水易膨胀变形及围岩承载能力难以发挥是造成巷道变形失稳的主要原因。针对性地提出了双套棚灌浆支护技术,设计一种"锚杆锚索+灌浆+双U型套棚"的复合支护方案,即在锚杆、锚索支护的基础上,在围岩外部两架U型棚之间进行高压注浆,强化围岩承载结构。现场监测结果表明:采用双套棚灌浆支护后,巷道顶板、两帮及底板平均变形速率分别为0.55,0.43mm/d和0.36mm/d,最大变形量分别为145,115,87mm,巷道变形量在可控范围内,有效地控制了深部软岩巷道收敛变形。     

软岩巷道破坏后二次稳定技术研究

矿井软岩巷道破坏严重、支护困难现象普遍存在,新掘巷道稳定性维护和破坏后没有有效的加固修复技术。平煤集团四矿围岩较软,巷道支护难度非常大,因破坏机理不明,采用29U型钢全封闭支架喷浆支护,高强锚杆、锚索加喷网复合支护,以及大弧板和网壳支护等多种高强支护方式,控制巷道变形破坏收效甚微。通过分析软岩巷道破坏特点及失稳机理,采用有效的软岩巷道围岩控制技术,解决了高应力软岩巷道支护难题。     

基于内外承载结构的软岩巷道围岩控制技术研究

为解决采动影响下赵固二矿14030回风巷软岩巷道围岩变形显著问题,采用钻孔窥视仪探测了围岩变形破坏规律,针对采动软岩巷道围岩破坏特征提出了控制对策,提出了软岩巷道主动式围岩加固控制技术,针对巷道参数设计了注浆锚索加强支护方案,并通过现场监测验证围岩变形控制效果。研究结果表明：随着扰动程度加深,浅部围岩的松散破碎范围不断扩大,难以形成有效的承载结构,深部围岩离层裂隙发育高度进一步增高;以提升浅部围岩的承载能力为出发点,通过增强内承载结构的支护强度及围岩自身抗扰动能力,可发挥出内外承载结构和支护体共同的围岩变形控制作用;在锚索力学性能允许承受载荷范围内,适当提高预紧力及加长注浆锚索长度可改善巷道围岩变形控制效果。     

深部软岩巷道失稳机理的DDA数值模拟研究

针对某矿地质和技术条件,采用非连续体力学计算程序模拟了深井软岩巷道失稳变形机理。模拟表明：深部巷道围岩的软岩特性十分明显,变形首先从关键部位开始,进而导致整个支护系统的失稳;深部地应力大而且应力场分布复杂是影响巷道稳定性的最重要因素;变形破坏后的巷道围岩在块体尺寸、破裂面粘结力和抗拉强度等力学特性方面均有显著恶化,加剧了巷道后期的变形破坏;支护时机不恰当、支护形式及参数不合理等是导致复杂条件软岩巷道失稳的关键原因。     

王洼煤矿软岩巷道变形破坏及支护对策

为了有效控制软岩回采巷道的变形破坏,对王洼1522-1工作面回采巷道进行了围岩结构、力学参数、岩石成分和现场监测分析。研究表明,巷道顶底板属遇水膨胀软岩,全煤巷道煤层内裂隙发育,端头锚固的长度对锚固支护的有效性差,难以形成有效的承载结构。现有支护条件下围岩应力不能保持平衡,巷道顶底板和两帮变形大,底鼓严重,满足不了软岩回采巷道围岩变形要求。在实验和实测的基础上,得到了软岩回采巷道的变形破坏原因,提出了全长锚固支护方式及合理参数,取得了良好的应用效果。     

深井巷道矿压分析与变形控制

根据刘庄煤矿副井马头门衬砌结构的钢筋应力和混凝土应变,以及井底车场主体工程巷道围岩变形的监测结果,对原支护设计进行了评价。结果表明,开巷后的锚网喷支护对控制软岩巷道围岩的长时间变形破坏效果有限。针对巷道围岩变形破坏的具体情况,应用软岩巷道支护理论,对原支护结构进行了优化,实践证明,优化支护方案很好地控制了巷道在高地压下的变形。     

软岩巷道锚注索联合支护技术应用

以平煤股份二矿某软岩巷道变形失稳为研究对象,通过分析得出该巷道变形原因与围岩裂隙发育及支护强度有关,需要提高巷道破碎围岩的残余强度,同时加大一定范围内的支护力度,控制围岩变形;决定采用浅部高强锚杆、中部注浆、深部注浆锚索加固的三层组合拱联合支护结构对巷道进行维修,通过对维修后的巷道进行围岩变形监测,得出该支护方式有效地减少巷道围岩变形量,解决了该软岩巷道大变形失稳的问题。为该矿后续巷道支护以及相近条件下巷道的治理提供了借鉴。     

深部高应力穿层巷道变形机制及支护技术研究

针对深部高应力穿层巷道围岩变形控制难题,采用理论分析和数值计算等方法,研究穿层巷道围岩变形破坏机制及支护技术。研究结果表明:1)穿层巷道变形破坏具有不均匀性、非对称性和支护体与围岩的不耦合性,巷道以剪切变形破坏为主,拉伸破坏较少,且拉伸破坏主要集中在巷道浅部围岩。2)穿层巷道处于单一软岩时,巷道变形破坏严重,稳定性差,穿层巷道塑性破坏区主要分布在软岩中,塑性破坏区域沿着交界面增加。3)建立穿层巷道稳定性分析模型,确定不同工况下穿层巷道稳定性等级,提出穿层巷道分区联合支护方案,有效控制巷道变形破坏,提高了穿层巷道的整体稳定性。     

保国铁矿软岩巷道支护方式的数值模拟研究

保国铁矿地下矿山软岩巷道围岩地质条件复杂,下盘围岩破碎,抗压强度低,遇水极易破碎、膨胀产生变形破坏,严重影响了矿山的开采和运输。为减缓该矿铁蛋山矿区地下开采过程中的巷道围岩变形破坏程度,提高地下工程的稳定性,保持矿山安全高效生产,对+35 m水平分段巷道进行变形监测,并采用FLAC3D软件进行数值计算,分析了保国铁矿软岩巷道在不同支护方案下,无底柱分段崩落法沿脉运输巷道围岩的位移与塑性区等情况。结果表明：在重点破坏区域采用多支护手段联合支护方案,可显著提高该矿软岩巷道围岩强度和承载能力,有效遏制动压软岩巷道破坏趋势。     

软岩巷道的弹-黏塑性分析

软岩巷道围岩体具有明显的大变形、大地压、长时间持续流变的特性,这使得软岩巷道尤其是衬砌支护之后巷道的大变形研究及控制机理成为复杂的力学问题．本文利用围岩与支护的接触条件,运用弹-黏塑性理论研究了软岩巷道问题,并探讨了巷道位移、支护阻力与黏性系数和时间的关系．研究结果显示：黏性系数越小,时间对于软岩巷道变形影响越大;增大围岩的黏性系数将会减小巷道的变形．     

软岩巷道的弹-黏塑性分析

软岩巷道围岩体具有明显的大变形、大地压、长时间持续流变的特性,这使得软岩巷道尤其是衬砌支护之后巷道的大变形研究及控制机理成为复杂的力学问题．本文利用围岩与支护的接触条件,运用弹-黏塑性理论研究了软岩巷道问题,并探讨了巷道位移、支护阻力与黏性系数和时间的关系．研究结果显示：黏性系数越小,时间对于软岩巷道变形影响越大;增大围岩的黏性系数将会减小巷道的变形．     

新元矿大埋深软岩巷道变形机理及控制技术

针对大埋深软岩巷道变形严重、支护困难的问题,以新元煤矿3210辅运巷为工程背景,通过现场实测、室内实验等手段分析了3210软岩巷道的变形特征及影响因素,发现巷道的埋深大、应力高、围岩强度低、节理裂隙较发育等是引起巷道变形破坏的主要原因。基于巷道变形特征及影响因素,提出了围岩控制方案。现场工业实践结果表明,该方案有效控制了巷道围岩变形量,效果显著,保证了矿井的安全高效生产。     

软岩巷道的弹-黏塑性分析

软岩巷道围岩体具有明显的大变形、大地压、长时间持续流变的特性,这使得软岩巷道尤其是衬砌支护之后巷道的大变形研究及控制机理成为复杂的力学问题.本文利用围岩与支护的接触条件,运用弹一黏塑性理论研究了软岩巷道问题,并探讨了巷道位移、支护阻力与黏性系数和时间的关系.研究结果显示:黏性系数越小,时间对于软岩巷道变形影响越大;增大围岩的黏性系数将会减小巷道的变形.     

深部软岩巷道变形特征及支护方式研究

随着采深增加,深部软岩巷道支护困难已成为煤矿安全生产的重大隐患.分析了深部软岩巷道围岩在不同阶段的变形特征,并在此基础上对该类巷道的主要支护方式的效果及特点进行了研究,提出消除该类巷道围岩岩块非连续性变形破坏是保证支护效果良好的关键所在.     

山西某矿深部软岩巷道变形破坏机理及控制技术研究

对山西某矿5203胶带顺槽变形大、支护困难等问题进行研究,导致巷道变形破坏的原因主要包括埋深大、软岩巷道、裂隙发育、采动影响和原支护强度不足等方面,提出"锚网索喷+煤柱帮表面喷浆"的联合优化支护方案.现场实测结果表明巷道围岩变形控制效果显著.     

深部暗斜井大变形破坏机理及其控制技术研究

深部软岩巷道常处于“三高一扰动”复杂环境中，其大变形一直是支护难题。针对新元煤矿轨道暗斜井掘进期间大变形问题，实测分析巷道变形破坏特征，建立UDEC数值模型，利用实验室测试结果和GSI法校正模型参数，基于“应力弱化系数”指标，反演巷道围岩变形及裂隙分布特征，揭示巷道变形破坏机理。研究结果表明：剪切裂隙首先出现在巷道围岩表面，而后向深部发育，拉伸裂隙滞后剪切裂隙出现，且分布围岩浅部区域，底板裂隙发育程度高，变形严重。提出“全锚索+反底拱+网喷混凝土”联合支护方案，工程应用结果表明，优化后的支护方案使围岩整体承载能力显著提高，顶底板及两帮最大移近量分别为126 mm、116 mm,有效地控制围岩变形，为类似深部软岩巷道支护设计提供有益参考。     

三软煤层底板岩巷变形分析与加固技术

基于料石砌碹拱形支护的三软煤层底板岩巷易发生变形,为有效控制软岩巷道变形量,减少巷道维护次数,通过对米村煤矿-150 m水平水仓硐室围岩物理化学性质分析、地质构造和原支护形式及巷道破坏特征分析,分析了巷道失稳的主要原因,基于巷道围岩松动圈支护理论和软岩工程支护原则,提出了适合于软岩巷道的锚网索＋喷浆壁后注浆＋可缩性U型钢支架的联合加固技术,经连续3个月的巷道变形监测,巷道帮部最大水平位移37 mm,顶底板最大移近量52 mm,此联合加固技术能有效控制软岩巷道变形。     

兴安矿深部软岩巷道大变形控制对策

为了更好地控制深部软岩巷道围岩大变形破坏问题,通过现场调查和理论分析,得出了兴安矿深部软岩巷道围岩大变形破坏的主要影响因素包括工程地质条件差、地应力水平高、水解作用和原支护不合理.基于这些影响因素,建立了包括围岩结构优化技术、耦合支护技术、底板控制技术、冒落控制技术为核心的深部工程稳定性一体化耦合控制技术.工程实践表明,在深部复杂的软岩巷道支护中,采用一体化耦合控制技术,能有效控制深部软岩巷道大变形破坏.     

煤矿软岩巷道掘进支护技术研究

分析了软岩巷道围岩变形破坏特征及原因,根据软岩巷道破坏机理,对刘庄矿-560 m开拓大巷采用加大锚杆长度、加强锚索支护和优化支护密度等方式进行支护。对优化后的巷道支护方式进行表面和深部位移观测。数据处理和分析结果表明,优化后的支护能有效减少巷道变形及破坏。