大变形高应力巷道破坏后二次稳定治理技术研究及应用

针对四矿矿井大变形高地应力巷道支护现状及围岩特点,总结大变形高地应力巷道支护原则,提出采用全封闭可伸缩支架喷浆-帮、底注浆锚索联合支护技术控制大变形高地应力巷道围岩的持续变形和底鼓,并在工程实际中进行了支护实践.     

深部高地应力巷道围岩支护技术分析

对某矿西盘区底板深部高地应力巷道表面位移进行监测,监测结果表明,巷道围岩出现非线性大变形、锚索破断及支架扭曲变形等现象。利用FLAC~(3D)对巷道围岩进行数值模拟,得出高地应力巷道围岩变形属于给定变形,巷道支护体不仅要提供足够的支护强度,还必须适应高地应力巷道大变形。据此提出可接长锚杆协调支护技术,使稳定后顶板下沉量和两帮相对移近量在可控区间,得到预期的支护效果。     

软岩回采巷道锚注支护技术研究

高应力软岩巷道支护是目前巷道支护研究的重点和难点,由于该类巷道结构破碎,节理发育,岩体强度较低,造成巷道底鼓量大、片帮严重及拱顶剪切剥落。依据具体工程实例,分析认为软岩巷道变形破坏主要影响因素是支护方式不当、高地应力和岩溶水等共同作用造成了围岩强流变性。针对原支护存在的问题,结合软岩巷道支护对策,提出了锚、喷、注、索一体化的锚注支护技术方案。     

深部巷道围岩蠕变对支护应力场影响的定性分析

当煤矿开采进入到深部以后,在深部高地应力环境里,由于煤岩体的蠕变性质引起的巷道围岩变形越来越大,巷道在服务期间将受到长期蠕变的影响。通过考虑时间因素分析深部巷道的变形特点,得出深部巷道的大变形可由两部分组成,其一是巷道在开挖瞬时产生的大变形,其二是巷道在后期的蠕变大变形。深部高地应力是产生上述大变形的主要原因,深部锚杆支护系统设计与实施必须对这两种变形均进行考虑才能有效控制深部巷道的大变形。通过数值模拟分析巷道开挖初期和之后的支护应力场的变化情况,支护应力场在蠕变第1阶段略有增强,在蠕变第2阶段和第3阶段随蠕变的发展持续减弱,得出锚固体在围岩中形成的支护应力场的减弱是深部大变形得不到控制的一个关键原因。     

3016运输巷支护参数优化研究及应用

为增强高地应力下巷道围岩的稳定性,以大西矿3016运输巷为工程背景,采用数值模拟对比原有巷道支护方案和不同方案支护下的巷道围岩的变形特性,提出巷道锚杆索支护的优化方案.通过在巷道中展开原有支护方案和优化方案的实际支护对比发现,采用优化后支护参数的巷道受掘进扰动的影响降低,围岩变形量明显减小.     

让压支护技术在大采深、高地应力巷道的应用

针对矿井大断面、大采深、高地应力、服务年限长的巷道掘进支护现状及围岩特点,提出采用高强让压锚杆、金属网、W型钢带＋锚索联合支护技术控制大断面、大采深、高地应力巷道围岩持续变形的方法,并在我矿巷道掘进实际施工中进行支护实践应用,取得较好效果。     

高强高预应力让压锚杆支护技术

针对深井、高地应力破碎顶板情况下的巷道支护问题,华丰煤矿进行了大倾角高地应力解放层巷道支护技术研究。通过采用高预应力让压锚杆支护技术,在保证巷道支护效果和安全应用的情况下,有效控制了巷道围岩变形。解决了大采深、高地应力、大倾角和小煤柱顺槽支护问题。     

金川二矿区深部巷道变形与支护研究

金川二矿区深部巷道围岩岩石破碎,蠕变特性明显,地应力大,巷道变形严重,巷道返修量大,严重制约了矿山的发展.通过现场调查及相关研究,本文分析了金川高地应力碎胀蠕变岩体巷道围岩的变形破坏特征、巷道变形破坏原因、影响巷道稳定性因素以及巷道失稳模式.借鉴煤巷锚杆支护动态信息设计法,改变过去金川二矿区深部巷道"先让后抗,先柔后刚"的支护原则,提出了适于金川巷道特点的巷道支护原则和巷道支护设计方法.     

大埋深高应力巷道让压支护技术研究

针对平煤四矿大埋深高地应力巷道支护现状及围岩特点,总结了深井高地应力巷道支护原则,提出采用高强可变形让压锚杆＋鸟巢锚索＋W钢带支护技术控制深井巷道围岩的持续变形,并进行了支护试验。     

大变形巷道限阻耗能型支护结构研究

为了解决深部煤矿开采过程中所遇到的“高地应力、大变形、支护结构破坏”等问题,以朱集东矿东部辅助轨道大巷为工程背景,采用变形监测与数值模拟的方法研究深井软岩巷道围岩变形特征规律;依据围岩耗能支护理念,设计出控制巷道围岩能量释放与变形的“限制支护阻力阻尼器”(简称“限阻器”);通过数值分析与室内静压试验相结合的方式得到限阻器试件的性能指标与设计参数之间的关系,并验证限阻器的工作性能;最后通过数值模拟对比巷道常规支护与限阻耗能支护形式的变形与受力情况,验证巷道限阻耗能型支护方案的可行性。结果表明：限阻器的试验压缩量均达到了80%以上,具有较大的变形行程,在保证初期支护发生较大变形的前提下,达到降低围岩压力、耗散围岩能量的目的。限阻耗能支护较巷道常规支护最大主应力值分别降低51.2%、89.8%,提高了结构的安全性。     

软岩巷道变形规律的数值模拟研究

红庙煤矿为典型的软岩矿井,采动影响、水化作用及其水平应力等因素的综合作用增加了巷道支护的难度。利用FLAC3D数值软件模拟分析软岩巷道的变形规律,分析了采动、应力分布等情况对巷道变形规律的影响,为巷道的设计及支护方案的选择提供了依据。     

深部倾斜煤层动压巷道围岩控制技术研究

为了解决庞庞塔矿深部倾斜煤层工作面回采巷道受侧向工作面采空产生的高集中应力和动压影响造成的支护困难问题,采用了支护材料、方法和支护参数优化设计,以达到减小巷道整体表面变形,保障回采工作面安全、高效开采的目的。根据庞庞塔矿5-107工作面回采巷道实际条件,研发了尺寸为150×150×10mm的高强度方形带拱锚杆托板和尺寸为300×300×16mm的高强度方形带拱锚索托板,提出了及时高预紧力、强力锚杆锚索、强护表构件和强帮支护的耦合支护技术,对5-1071巷和5-1072巷进行了支护参数优化设计,巷道矿压监测数据的分析结果表明,优化设计后的巷道变形处于可控范围。     

煤柱应力区巷道支护技术

为解决大巷受采动影响的变形巷道的再支护难题,基于七五煤矿高应力煤柱内巷道所处的实际地质条件,分析了已掘巷道的变形原因,根据理论模型提出了巷道的支护方案,在正常半圆拱型断面基础上采用底拱抵抗巷道底鼓,利用高强度支护材料并采用新型的检测手段对该段巷道全长进行了表面位移和支护应力的观测,证实了设计支护方案的支护效果。     

复杂地质条件大断面煤巷锚网支护技术

随着矿井开采规模和产能的扩大,西山矿井的地质条件逐渐由简单向复杂转变,出现了大量高地应力巷道、特大断面巷道、松软破碎围岩巷道等。对于复杂困难支护巷道,采用缩小锚杆锚索间排距时,巷道变形仍然很大,造成巷道前掘后修,支护综合成本高,采掘接续紧张等问题。从杜儿坪矿62512机轨合一巷实际条件出发,进行了巷道围岩地质力学测试、支护理论及设计方法优化选择等研究工作,保证巷道支护质量,提高顶板管理水平,系统解决西山矿区巷道支护存在的技术问题。     

高应力破碎岩体中巷道支护技术的应用与研究

金川矿区不良岩层较多,岩体结构面十分发育,岩体整体强度低,地应力大。巷道掘进后围岩变形量大,变形速率快,支护体破坏严重,其中40%的开拓巷道需在半年内重新进行返修。基于高应力破碎岩体及采矿过程的扰动影响,主要叙述了包括高强度锚杆锚索支护、底部钢管梁支护及早期强度最大化等巷道支护新工艺、新材料的施工技术措施,对支护参数等相关技术问题进行了分析探讨,提出了提高岩体强度、支护体强度及确保巷道稳定性的有关技术措施,提高了岩体自身的承载能力,加强了巷道的整体稳定性。     

复杂条件下近距离下位煤层巷道支护参数分析

针对安泰煤矿构造复杂区域近距离下层煤层开采时下位煤层回采巷道围岩变形严重的问题,对复杂应力、高应力巷道支护方式进行了分析,结合锚杆拉拔试验及现场条件,综合分析安泰煤矿现有支护存在的问题,提出以下一次支护原则、高预应力和预应力扩散原则、"三高一低"原则等设计原则,并给出了相应的支护参数。     

金川矿区深部高应力破碎岩体巷道支护技术研究及应用

针对金川矿区深部高应力破碎岩体巷道围岩变形量大、支护难、使用周期短等特点,基于以往巷道围岩变形破坏特征,从工程地质条件、地应力特征、采动影响等三个方面,分析了深部高应力破碎岩体巷道变形破坏原因。针对典型的巷道破坏特征与工程地质条件,提出了四类相应的新型支护方案,分别开展了现场工业试验;通过巷道围岩收敛变形监测,验证新型支护形式的支护效果。结果表明,新型支护形式有效地控制了深部高应力破碎岩体巷道围岩变形,实现了维护巷道围岩长期稳定的目的。     

大断面软弱破碎围岩煤巷演化规律与控制技术

随着矿井开采深度与巷道断面尺寸的增加,煤巷围岩松软、破碎程度越来越严重,煤巷顶板冒落的危险性增大,大断面煤巷支护与维护难度随之增加。基于煤巷围岩松动圈测试与分析,揭示了大断面软弱破碎围岩煤巷变形破坏特征;采用FLAC3D模拟研究了不同巷道布置方式、顶煤厚度、巷道高宽比及侧压系数等条件下大断面软弱破碎围岩煤巷开挖后围岩变形特征、塑性区演化规律及应力分布特征,为煤巷优化布置、合理支护方案与参数的选取提供了理论依据;针对大断面软弱破碎围岩煤巷变形破坏特征与支护难点,提出了全断面锚网索喷初次支护、高预应力锚索与锚注二次加固组成的"三锚"联合支护技术方案,采用数值模拟分析与相似材料模型试验,验证了该方案的合理性与围岩控制效果,并进行了井下工业性试验。监测结果表明,采用"三锚"联合支护技术,有效地控制了大断面软弱破碎围岩煤巷的大变形与底臌,维持了煤巷围岩与支护结构的稳定及安全。     

高应力破碎岩体中巷道支护技术的应用与探讨

金川矿区不良岩层较多,岩体结构面十分发育,岩体整体强度低,地应力大。巷道掘进后围岩变形量大,变形速率快,支护体破坏严重,其中40%的开拓巷道需在半年之内重新进行返修。基于高应力破碎岩体及采矿过程的扰动影响,本文主要叙述了包括高强度锚杆锚索支护、底部钢管梁支护及早期强度最大化等巷道支护新工艺、新材料的施工技术措施,对支护参数等相关技术问题进行了分析探讨,提出了提高岩体强度、支护体强度及确保巷道稳定性的有关技术措施。