锚杆支护参数对巷道围岩稳定性影响研究

针对山西陵川崇安关岭山煤业工程条件,利用数值模拟方法,研究该矿开拓巷道和回采巷道帮部锚杆支护参数对巷道围岩稳定性的影响特征。研究结果表明:关岭山煤业开拓巷道和回采巷道顶属于I类巷道顶板,稳定性好,但为维护顶板完整性,利用少量锚杆支护即可;对于关岭山煤业15号煤层,帮部在锚杆直径较粗、锚杆较长、锚杆间排距较小时对巷道围岩稳定性有利,即帮部锚杆支护密度和长度较大时围岩稳定性越高;关岭山煤业开拓巷道和回采巷道帮部锚杆支护都宜采用直径18mm,长度2.4m,间排距为0.8m×0.8m的支护方式。     

宏泰煤矿回采巷道支护方案优化的FLAC~(3D)数值模拟分析

宏泰煤矿26B~#煤层回采巷道原采用的支护方案为顶板布置2排φ18 mm螺纹钢锚杆,锚杆长度为1.6 m,间排距为1 m,巷道底板和两帮不支护。经现场调查分析,在矿山压力作用下,巷道顶板上方出现了裂隙和离层现象,并且巷道顶底板移近量明显。为确保巷道稳定,对原支护方案进行了优化,即对巷道顶板较完整的区域采用螺纹钢锚杆进行支护,对顶板较破碎的区域采用锚索支护。为有效确定巷道顶板锚杆、锚索的布置形式及相关支护参数,采用FLAC~(3D)软件构建了数值模型,分别进行了围岩位移场、围岩应力场以及围岩塑性区的数值模拟分析。结合数值模拟结果确定的优化支护方案为:巷道顶板布置3排锚杆,锚杆长度1.8 m,间排距为0.8 m;当巷道顶板较破碎时,顶板布置2排锚杆和1排锚索,锚杆锚索的间排距均为0.8 m,锚索长度视巷道围岩稳定性情况而定。该方案可供类似矿山回采巷道有效支护提供可靠依据。     

伯方煤矿回采巷道支护设计优化研究

为保证伯方煤矿3#煤层的顺利安全回采,根据3#煤层的地质概况,利用理论公式确定巷道的支护参数,根据泥岩与锚固剂的粘结强度及煤帮与锚固剂的粘结强度对巷道顶板锚杆、锚索、帮部锚杆的打设数量、间排距进行优化分析,实践证明该支护方案可行。     

回采巷道支护设计优化研究

为保证常村煤矿3~#煤层的顺利安全回采,根据3~#煤层的地质概况,利用理论公式对巷道的支护参数进行确定,而后根据泥岩与锚固剂的粘结强度及煤帮与锚固剂的粘结强度对巷道顶板锚杆、锚索、帮部锚杆的打设数量,间排距进行优化分析,可知:在确保安全的前提下,支护方案可行。     

回采巷道支护设计优化

为保证常村煤矿3~#煤层的顺利安全回采,根据3~#煤层的地质情况,利用公式对巷道的支护参数进行确定,而后根据泥岩与锚固剂的粘结强度和煤帮与锚固剂的粘结强度对巷道顶板锚杆、锚索、帮部锚杆的打设数量,间排距进行优化分析,得出:在确保安全的前提下,支护方案可行。     

磁窑沟煤业回采巷道支护设计可行性研究

为保证未来磁窑沟煤业11#煤层的顺利安全回采,根据11#煤层的地质概况,利用理论公式对巷道的支护参数进行确定,而后根据泥岩与锚固剂的粘结强度及煤帮与锚固剂的粘结强度对巷道顶板锚杆、锚索、帮部锚杆的打设数量,间排距进行优化分析,可知:在确保安全的前提下,大大地降低了巷道支护成本,支护方案可行。     

富水围岩回采巷道锚杆支护技术研究

通过在某矿1408工作面回采巷道顶板现场钻孔抽水试验,确定钻孔单位涌水量为0.933 L/min,属于中等富水性含水层。结合围岩强度强化理论,确定了影响巷道围岩稳定性的因素。通过数值模拟,研究分析了所提出的5个支护方案在围岩含水条件下对锚杆支护效果的影响,最终确定巷道支护方案为锚网联合支护,顶锚杆长度2 400 mm,间排距0.65 m×0.9 m,并架设钢筋梯、铺金属网;帮锚杆长度1 800 mm,间排距1 m×0.9 m,铺金属网。     

华泓煤业公司工作面煤巷支护参数优化研究

华泓煤业公司9+10#煤层顶板为厚层泥质石灰岩,回采巷道采用锚杆(索)支护,原设计支护强度过大,造成支护成本过高;通过对华泓煤业公司使用的锚杆、锚索进行锚固力学性能测试,采用数值模拟软件对锚杆直径、长度、间排距和锚索长度进行模拟分析,优化了支护参数。     

某矿5~#煤层软岩巷道锚杆锚索联合支护方案

某矿5#煤层围岩层岩性较软,可塑性较强,遇水有膨胀现象,该煤层已掘进的巷道均见有底鼓现象,极易造成巷道变形。结合该矿巷道变形破坏的实际情况以及巷道矿压监测数据,分析了巷道变形破坏特征,认为棚式金属支架支护作为一种被动支护形式,难以发挥围岩的支撑作用,且支护成本较大,软岩巷道的支护原则应为避开回采工作造成的应力集中带或构造应力集中带,充分利用围岩的自稳性,提高巷道帮部的支护强度。在此基础上,结合FLAC数值模拟分析方法,设计了以锚网索支护为核心的支护方案,巷道优先采用全长锚固锚杆,支护范围宜相应增大,选取长度大的锚杆、锚索对巷道围岩进行联合支护。研究表明:该煤层软岩巷道锚杆、锚索联合支护的最优参数为巷道顶板采用高强度小孔径全锚索支护形式,锚索直径为17.8 mm,锚索预紧力不宜小于135 k N;巷道帮部采用自旋式全长锚固支护形式,以改善锚杆的整体受力状况,锚杆长度应相应增加,锚杆直径为22 mm,长度为3 500 mm,锚杆(索)间排距为800 mm;巷道顶帮均采用高强钢带或槽钢和金属网护表,确保巷道浅层围岩稳定。     

新型拉力分散型锚杆支护参数优选数值模拟研究北大核心

为解决传统锚杆无法有效适应深部岩巷复杂应力环境的难题,以某巷道为工程背景,针对1种新型拉力分散型锚杆,基于控制变量试验设计方法,对锚杆长度、锚杆间距、锚杆排距、锚杆直径和锚固长度5个主要参数不同组合方案下的巷道支护进行了数值模拟;分析了巷道围岩的变形和垂直应力的变化,给出了锚杆支护的最优参数以及各参数对巷道围岩变形的控制效果的影响主次顺序。结果表明:基于锚杆参数对巷道围岩的控制作用,优选后的锚杆参数为锚杆长度2.5 m、杆体直径22 mm、锚固长度0.5 m、锚杆间排距0.6 m;通过支护参数优选,可以有效控制围岩稳定性和巷道安全。     

煤巷掘锚护一体化快速掘进支护工艺设计与应用

以煤层巷道快速掘进支护工艺方案为研究对象,对煤层巷道基本情况进行了简要介绍,利用FLAC3D软件对矩形截面和拱形截面巷道的围岩变形情况进行分析,结合实际情况确定巷道截面为矩形,宽4.8 m、高3.2 m.基于煤矿工程实践经验对巷道支护方案进行设计,利用FLAC3D软件对锚杆关键工艺参数进行优化设计,当锚杆直径为22 m...     

巷道支护参数设计研究

为了确保对巷道进行有效支护,采用理论分析,得出锚索、锚杆的支护参数选择的范围,然后采用FLAC3D数值模拟软件,研究了不同锚杆直径,锚杆长度、锚杆间排距下的巷道围岩变形量进行了模拟分析,综合考虑最佳经济效益,顶板锚杆长度选择为2.4 m,帮部锚杆长度选择为2.0 m,得到帮部锚杆的支护间距为1 000 mm×1 200 mm。研究为今后巷道支护参数的确定提供了一种简便实用的技术方法。     

基于FLAC3D的煤矿巷道锚杆支护技术研究

对煤层及顶底板围岩基本情况进行简要介绍的基础上,利用现场试验方法测量得到了锚杆的拉拔力。基于FLAC^3D软件程序分析了锚杆排距对巷道围岩稳定性的影响规律,发现当锚杆排距和间距为1.10 m和0.95 m、锚杆长度为2.40 m时,巷道围岩具有良好的稳定性并且施工成本最低。根据模拟分析最优结果,对锚杆支护技术方案参数进行了详细设计,两帮部位分别设置3根锚杆,顶板部位设置6根锚杆和2根锚索,同时利用金属网进行防护。将设计的锚杆支护技术方案应用到实践中,对各项围岩稳定性指标进行连续监测发现,支护效果良好,能够确保煤矿生产的安全性。     

锚杆支护参数设计方法研究

为了确保巷道围岩稳定,提高巷道掘进速度,以某矿301工作面回风巷为例,根据实际地质概况,分析了不同锚杆间排距、锚杆长度、锚杆直径和锚杆预应力下巷道围岩表面位移情况。研究得出了,锚杆间排距设置为800 mm,锚杆长度设置为2 200 mm,锚杆直径设置为20 mm,锚杆预应力设置为30 kN,此时巷道支护参数最优。研究为类似工程条件下巷道支护参数选择提供了借鉴。     

磁西煤矿深部高应力巷道变形破坏机理及控制技术

磁西煤矿-890 m进风行人大巷工程地质条件较差、水平构造应力大、自承能力低,现已发生严重变形破坏。为有效控制巷道围岩变形,保证其稳定性,通过对不同屈服准则条件下深部高应力巷道变形破坏进行弹塑性分析,确定适合工程实际的屈服准则,并基于FLAC3D结合巷道围岩岩性成分分析、力学性质测试结果,对不同支护方案中的支护结构、支护参数进行对比优化,提出以锚杆、锚索为核心的锚网索喷联合支护方案。在巷道开挖后进行矿压监测,进一步验证支护方案的可靠性,并获取巷道围岩开挖后的变化特征。工程实践表明,采用锚网索喷联合支护技术对提高深部高应力巷道整体性与稳定性具有较显著效果,围岩受力、变形更趋稳定,为保证煤矿的长期安全稳定提供了有力的技术支持。     

锚杆支护参数的优化

以云南某铜锡矿为例,利用FLAC~(3D)模拟对巷道支护进行模拟,并用正交试验设计的方法对其巷道支护参数进行分析,然后结合悬吊理论分析,为矿山提供更好的锚杆支护参数。研究结果证明:在满足巷道稳定性要求的同时,也要选择经济可行的锚杆支护参数,当锚杆长度为2.1m,间距为0.8m,排距为1.0m时,现场支护围岩稳定,并且相比之前的支护方式在经济与效率上有很大的提高。     

极软煤层巷道钻孔卸压与U型钢协同控制

为解决极软煤层巷道的控制难题,以芦岭煤矿9号煤层(f=0.16~0.53)巷道为研究对象,采用FLAC5.0软件研究了锁腿锚杆与卸压钻孔实施前后U型钢支架的载荷分布规律及巷道变形特征。结果表明:U型钢支架施加锁腿锚杆后支架的稳定性和承载能力得到了明显改善,但巷道变形量并没有大幅度降低,单纯采用锁腿锚杆难以控制巷道的剧烈变形。卸压钻孔可以为围岩的碎胀变形预留一定的释放空间,缓解作用在U型钢支架上的压力,两者协同作用,可以充分发挥各自的优点,有效改善U型钢支架的支护效果。现场实践表明,实施钻孔卸压和锁腿锚杆后巷道回采期间的平均底鼓速度由2.0 mm/d减小至0.98 mm/d,两帮平均变形速度由2.64 mm/d减小到1.86mm/d,能够有效维护极软煤层巷道围岩的稳定。     

赵庄二号井回采巷道锚网索支护参数优化研究

针对煤矿井下巷道锚网索支护参数选取随意性和盲目性导致巷道支护强度过低或过强问题。以赵庄二号井矿2305工作面回风巷道为工程背景,通过理论计算初步确定回风巷道锚网索支护参数,在此基础上设计锚杆的长度、间排距和锚索密度3种巷道支护参数优化方案,采用FLAC^3D数值模拟软件对锚杆不同长度、间排距和不同密度锚索下巷道围岩应力和巷道表面变形监测进行分析对比,确定最合理的方案。研究结果表明:随着锚杆长度由1.5 m增大至2.5 m过程中,巷道变形量逐渐减小,长度在大于2.5 m之后巷道变形量较小且无明显变化;随着锚杆间排距逐渐增大,锚杆之间产生有效应力区重叠部分逐渐减小直至分离,巷道变形量也逐渐增大;随着锚索密度增大,锚索在巷道顶板有效压应力影响范围越大,巷道变形量逐渐减小。在满足工程支护强度下,考虑经济成本、施工速度等因素最终确定锚杆长度2.5 m、间排距1 000 mm×1 000 mm,锚索每排2根最合适。     

采动影响下极软围岩支护参数优化设计

针对采动影响下的极软围岩控制问题,在原有支护设计的基础之上,采用数值模拟手段对贵州兴义矿区极软岩巷道进行了支护参数的优化设计。根据锚、喷、网、索、梁的支护方式,考虑锚杆的间排距、锚杆长度等因素,设计了9种计算方案;采用FLAC软件分别对这些方案进行了计算,根据计算结果可到支护的最优方案。该方案用于现场后,巷道围岩变形得到了较好的控制。     

高应力软岩巷道变形与破坏机制及返修控制技术

针对高应力软岩巷道的大量变形与破坏问题,以江西曲江煤矿-850 m水平运输大巷为例,研究了变形机理和返修控制技术。首先,对该大巷的变形及破坏情况选取7个具有代表性的地段进行现场调查,发现变形与破坏形式主要包括两帮内挤、侧墙张裂、U型钢棚架弯曲或折断、底板鼓起和顶板垮落等;进行了X衍射实验和围岩内部变形结构的现场窥视,表明该巷道围岩含泥质矿物较多,松动圈较大(4 m左右)。然后,采用巴顿分类Q值、地质力学RMR值和松动圈估计值等将-850 m水平运输大巷的各调查段巷道稳定性归为Ⅴ,Ⅳ和Ⅲ类,相应地将这3类巷道称为垮冒巷道、特殊巷道和标准巷道,并给出了初步支护方案。最后,借助于工程类比、围岩分类、截面面积校核和提出的锚固段长度经验公式等方法得到了返修巷道锚索(锚杆)的长度、间排距、强度、直径和锚固段长度等主要参数。由此,-850 m水平运输大巷试验段巷道选取了"锚杆、金属网、喷浆、锚索、注浆和底板锚索"的综合支护方式。应用表明:经过147 d,巷道两帮收敛量最大值仅为66 mm,顶底板移近量最大值仅为119 mm,监测后期的收敛速率均小于1 mm/d,处于稳定状态。