深部软岩巷道的联合支护

矿井深部软岩巷道支护方式的不合理易造成巷道变形、破坏。通过对围岩状况的分析研究，制定出锚杆桁架和工字钢棚联合支护并辅以爆破卸压的方案，在实践中得以应用。     

高应力软岩巷道过断层破碎带支护技术研究

针对软岩的变形特点和破坏规律,提出了高应力软巷道围岩综合支护治理技术路线、分阶段加固技术,U型棚壁后充填注浆、关键部位锚索强化等支护手段。以科学合理的组合形式及实施时机,形成高强度、高刚度的主动承载结构,达到高阻让压、高效能支护的目的,实现断层破碎带巷道围岩变形的有效控制。     

深部开采软岩巷道过断层围岩控制技术

深部开采软岩巷道过断层时普遍面临支护难度高、围岩控制效果不佳等问题。文章以某矿31303进风巷过F₄、F_4-1断层为工程背景,结合现场条件提出采用锚网索喷+围岩注浆+帮角和底板锚注为核心的围岩控制措施,现场应用表明,31303进风巷过断层期间围岩变形量较小,可满足后续使用需要。     

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。     

深部软岩巷道二次支护技术

介绍该矿针对大变形软岩巷道的特点，采用了喷、锚、喷一锚、网、喷二次支护工艺，阐述了支护工艺特点及技术关键。实践证明，深部软岩巷道采用工次支护工艺，可取得显著的技术经济效益。     

高强预应力锚杆支护在深部软岩巷道的应用

主要介绍强力锚杆支护系统在华丰煤矿深部软岩巷道中的应用与实践。由此,解决了此类巷道支护的技术难题,并取得了可观的经济效益和社会效益。     

深部松散破碎软岩巷道综合加固技术

曹庄煤矿经过科学论证和现场实践,有针对性的使用全断面喷锚网喷、预应力锚索、外锚内注式锚杆注浆、钢筋混凝土反底拱、斜墙拱形断面等综合技术修复加固,提高了围岩强度,为高锚固力的树脂锚杆、锚索提供了着力点,使三者的作用得到有效发挥。     

软岩巷道锁拱锚杆精细化数值模拟研究

锁拱锚杆是软岩巷道支护中拱架失效的常用防控措施,但是其参数设计缺少依据。为研究锁拱锚杆位置、长度参数对巷道支护效果的影响规律,以典型软岩巷道为工程案例,采用自主开发的锚杆-拱架联合支护精细化模拟技术开展了数值模拟试验。结果表明:无锁拱方案围岩变形量大,拱腿率先变形,随后与围岩分离,最终导致支护体系失效;而锁拱锚杆控制了拱腿内弯变形且防止了拱架与围岩分离,保证了支护体系的完整性,支护效果明显改善;巷帮内移量和塑性区体积随锁拱点高度H的增加呈现先减小后增大的规律且影响显著,支护效果随锁拱锚杆长度L的增大趋好但并不明显。基于研究结论确定了锁拱锚杆优化参数(H=1.0 m,L=3.0 m),现场实践表明效果良好。     

锚网喷注耦合支护在深部软岩巷道的应用

深部软岩巷道一直是巷道支护的难点。目前,由于软岩巷道不能为锚杆提供可靠的着力基础,因此软岩巷道的可锚性差。锚杆和注浆都是巷道等岩土工程支护的基本形式。利用锚杆兼做注浆管,在一次锚网喷支护的基础上,实现"锚注一体化"是解决这一难题的一条新途径。     

深部软岩巷道锚喷注强化承压拱支护机理及其应用

针对深部软岩巷道围岩总变形量大、收敛速率快、持续变形时间长以及支护系统损毁等矿压显现特点,分析了复杂应力场和高渗透压作用下的变形破坏机制,并结合深部巷道的"应力恢复、围岩增强、固结修复和主动卸压"控制原则,提出了集密集高强锚杆承压拱、厚层钢筋网喷层拱和滞后注浆加固拱于一体的锚喷注强化承压拱支护技术,并阐明其成拱及强化支护的机理。结合现场地质生产条件采用理论计算、数值模拟和工程类比法综合确定试验巷道围岩支护方案,并进行现场应用。现场实践表明,采用锚喷注强化承压拱支护技术后,巷道围岩总体变形量较小,围岩收敛率从扩刷修复前的2.6 mm/d降至0.56 mm/d,且支护系统亦无开裂损毁现象发生,实现了对深井软岩巷道的有效控制。     

深部高应力软岩巷道支护问题及对策

通过分析深部高应力软岩巷道常规锚喷支护的问题 ,提出了相应的、合理的支护对策 ,工程应用表明 ,效果良好     

主应力对深部软岩巷道围岩稳定性影响规律研究

以某矿为工程背景,根据深部软岩巷道可能存在的地应力场类型和巷道轴向角度α(轴向与最大水平主应力的夹角),设计出105组数值模拟方案,研究了深部软岩巷道围岩稳定性随轴向、径向侧压系数(λy,λx)及巷道轴向角度(α)变化的规律,研究了侧压系数因子Nλn和轴向角度因子Nα对巷道围岩稳定性的影响权重。研究结果表明：深部软岩巷道布置的合理轴向角度(α)并非只沿最大水平主应力方向布置时才最有利于巷道的稳定,而与巷道所处的具体地应力场有关;当巷道轴向与水平主应力方向不平行时,可将更靠近巷道轴向的水平主应力视为轴向应力,将另外一个水平主应力视为径向应力。     

深埋破碎软岩巷道变形破坏研究

论文通过对九龙煤矿井下巷道变形数据的实测,对深埋破碎软岩巷道的变形规律及破坏特点进行了研究,得出了其变形规律。并对围岩的变形原因进行了探讨,得出了一些规律性,研究结果对软岩支护工程实践有一定的指导意义。     

深井软岩巷道围岩变形特征及支护参数的确定

根据马路坪矿巷道围岩主要物理、力学性质的实验室测试以及现场围岩变形的监测结果,探讨了深部软岩巷道围岩变形破坏特征.借助FLAC^3D进行数值模拟计算,分析了巷道开挖后和原支护形式下围岩破碎区、塑性区范围和应力位移分布状况;并通过数值模拟优化了支护参数,确定了二次支护时间,提出了用短锚杆或铆钉取代管缝式锚杆挂网、采用底角锚杆对巷道底板进行加固的技术方案.工业试验结果表明,该方案对深部巷道围岩变形的控制效果良好.     

深部高应力富水软岩巷道底鼓机理及控制技术

针对深部高应力富水软岩巷道底鼓问题,以胡底矿盘区水泵房为工程背景,分析了盘区水泵房底板变形特征及影响因素,采用UDEC离散元模拟软件对硐室掘进期间的围岩应力状态、位移模式及破坏形式进行分析,研发了适合在富水环境中使用的锚杆(索)新型防水锚固剂FS2350,该锚固剂具有良好的锚固效果。研究结果表明:水泵房在高应力和富水环境下呈现挤压流动性和膨胀性底鼓,底鼓呈全区域、持续性和连锁性等变形特征。底板锚注支护可有效提高煤岩体的物理力学特性,抑制底板岩层剪切破坏,控制破碎区进一步向深部转移,减小底板岩层破坏范围,改善了底板围岩的受力状态。锚注支护后,底板支护系统处于稳定状态,90 d后底板最大变形量为23 mm,有效解决了深部高应力硐室底鼓问题。     

深部软岩巷道锚注支护机理数值模拟研究

自主研制了破裂岩样承压注浆试验设备,开展了破裂岩体注浆加固力学特性试验,分析了破裂岩样注浆加固前后的力学特性与微观结构。提出了"锚注加固体等效层"概念,采用FLAC~(3D)数值模拟研究了深部软岩巷道锚注支护机理,揭示了"锚注加固体等效层"厚度、弹性模量、内聚力、内摩擦角对巷道围岩位移及塑性区的影响规律,即随着"锚注加固体等效层"参数的提高,巷道围岩位移及塑性区随之降低,体现了注浆可提高破裂岩体的完整性与强度,为锚注支护参数优化设计奠定了基础。     

软岩巷道围岩应力分布规律光弹性模拟实验研究

应用相似模拟理论和光测弹性力学模拟实验方法,对煤矿软岩巷道围岩应力分布特点及位移特征进行了模拟研究,得出了软岩巷道围岩在巷道有无封闭式支护情况下的应力分布规律、应力集中程度及位移特征,并探讨了由光弹模拟实验所得资料进行模拟应力分离计算和位移分析确定的方法。实验结果揭示了支架与软岩巷道围岩相互作用的一些基本规律,对软岩巷道的支护设计及软岩工程相关问题的理论研究和生产实践具有指导意义。     

千米深井软岩巷道变形破坏机理及控制对策

本文以唐口煤矿深部软岩巷道为研究对象,在总结了巷道现场破坏特征的基础上,分析了软岩巷道的特点和变形破坏的原因,以南部轨道大巷为试验段进行数值模拟,提出了以普通锚网喷+注浆加固围岩为主体的支护方案,现场应用的效果良好,为深部软岩大变形巷道支护提供了有效的方法。     

高韧性纤维混凝土在深部软岩巷道支护中的应用

为满足煤矿软岩巷道支护结构高强高韧的要求,改善素混凝土的脆性高韧性差问题,提出了将高韧性合成(粗)纤维与钢纤维混杂掺加到水泥基材料中形成复合水泥基材料,通过喷射工艺使这种复合材料在软岩巷道围岩表面形成一定厚度的喷层与锚杆、锚索等组成联合支护体,完成对软岩巷道支护的方法。通过实验室对选择的混杂合成(粗)纤维混凝土进行力学性能试验,混杂改性合成(粗)纤维增强增韧效果明显。同时对掺入的比例进行了优选。用FLAC有限差分程序计算的设计软件对初选的支护参数进行支护效果模拟验算和对支护参数进行了优化选择,经过3 a试验巷道的观测,素混凝土对比段已经出现开裂和脱落修护过一次,纤维混凝土试验段巷道依然完好,取得了很好的支护效果。