钢管混凝土支架在深井巷道中的支护实验研究

为解决华丰煤矿-1100m水平风井联络巷变形持续时间长、变形量大、难支护的问题,结合巷道围岩地质条件和巷道变形破坏特征,设计了以钢管混凝土支架为主的复合支护方案:支架断面为圆形,支架主体钢管采用219mm×8mm无缝钢管,充填C40混凝土,辅助锚网喷和围岩注浆加固。而后,利用FLAC3D对支护效果进行模拟分析,结果表明:巷道支护稳定后顶底板最大移近量为90mm,两帮移近量为80mm,围岩变形得到有效控制。最后,将复合支护技术成功应用于工程现场,充分证明基于钢管混凝土支架的复合支护能够有效控制巷道围岩变形,保证巷道的长期稳定。     

井下灌注式钢管混凝土支架支护技术

介绍了井下灌注式钢管混凝土支架的结构及性能,随后针对深井软岩巷道变形难以控制的问题,以鹤壁三矿三水平变电所为工程背景,结合现场考察、理论计算和现场监测等方法,提出了"锚网喷+封闭式钢管混凝土支架"的复合支护方案。结果表明:钢管混凝土支架可提供1.29MPa的支护反力,该复合支护有效地控制了软弱围岩的收敛变形,巷道支护稳定后围岩最终变形量小于80 mm,工程应用效果良好。     

冀家垴风井车场巷道变形破坏分析及支护对策

为解决新元矿冀家垴风井车场巷道的大变形问题,研究了风井车场巷道围岩的性质,系统分析了风井车场巷道的变形破坏模式,提出了优化巷道断面结合钢管混凝土支架+锚杆的复合支护方案,运用FLAC3D对比分析了2种支护方案下的巷道变形破坏特征,并将钢管混凝土支架复合支护方案进行了现场应用。研究结果表明:在原支护方案下顶板下沉量达1 100 mm,两帮收敛量达700 mm,断面收缩率为25%～29%;巷道围岩岩性差、频繁的动力扰动、支护强度低导致了风井车场巷道的大变形;采用钢管混凝土支架复合支护方案后,风井车场巷道围岩控制较好,顶板下沉量为45～55 mm,两帮变形量为25～35 mm,保证了风井车场巷道的正常使用。     

极软岩巷道交岔点钢管混凝土支架结构设计与应用

为解决极软岩巷道交岔点支护问题,结合钢管混凝土支架和极软岩巷道围岩的力学特性,分析了钢管混凝土支架控制极软岩巷道变形的机理。对查干淖尔一号井井底车场中3个极软岩巷道交岔点支护问题采用了工程类比法进行分析,结果认为:若能充分发挥钢管混凝土的结构优势,采用"194 mm×10 mm钢管混凝土支架+钢筋网+400 mm厚混凝土喷层"的支护方案可有效控制3个极软岩巷道交岔点的围岩变形。因此,设计了适用于极软岩巷道交岔点的钢管混凝土支架结构形式:极软岩巷道交叉点钢管混凝土支架,采用由支撑架和"C"形异形支架组成的组合结构。提出了查干淖尔煤矿井底车场3个交岔点的支护方案,并进行现场支护试验。现场支护试验证明:巷道交岔点支护2 a后,收敛量小于100 mm,巷道稳定性良好。     

动压巷道钢管混凝土支架支护技术应用研究

针对清水煤矿动压巷道变形破坏严重的问题,在动压巷道南二06工作面材料上山巷道进行了钢管混凝土支架支护实验,采用准219×8型弧墙半圆拱钢管混凝土支架,经理论计算该支架承载能力为2113.02kN,可提供支护反力1.15MPa。现场施工后进行了为期60d的巷道顶底板移近量监测,两帮最大移近量约为4cm,顶底板最大移近量约为5cm,巷道稳定。     

新安煤矿深井软岩硐室钢管混凝土支架支护设计与应用

新安矿变电所巷道埋深约750m,属于极软岩难支护巷道。文章结合工程地质条件,采用钢管混凝土支架的复合支护技术解决变电所软岩巷道难支护问题,通过3个月的支架荷载监测和巷道变形测量表明,"Φ194mm×10mm的钢管混凝土支架+支架壁后250mm厚矸石袋"的复合支护稳定可靠,支架结构提供的支护反力大于围岩荷载,可满足巷道围岩稳定要求。     

高应力破碎岩石条件下钢管混凝土支护方案研究与应用

结合14行回风道返修断面，建立850 m平面巷道钢管梁支护的数值模型，研究采动影响引发的岩体移动导致支护体发生破坏的演化过程，同时配合现场数据监测对“钢管混凝土支架+围岩注浆”返修支护技术进行综合评价，提出钢管混凝土支架可控制二矿区深部工程巷道围岩变形，能够为保证巷道支护安全，可推广应用于各岩石破碎巷道压力较大区域的支护。     

钢管混凝土支架在千米深井中央泵房中的应用

为解决华丰矿-1 100 m水平中央泵房巷道变形量大、变形持续时间长的支护难题,通过现场考察对巷道变形破坏原因进行深入分析,设计了高强度钢管混凝土支架复合支护方案:支架断面采用斜墙半圆拱形,支架主体钢管选用219 mm×8 mm无缝钢管,充填C40钢纤维混凝土,辅助锚网喷支护和围岩加固注浆。现场应用表明:基于钢管混凝土支架的复合支护技术,能够有效抑制围岩向巷道空间内移动,维护巷道的长期稳定和支护结构的安全可靠。     

大断面软岩斜井高强度钢管混凝土支架支护技术

查干淖尔矿主斜井泥岩段围岩变形量大,速度快,巷道支护困难,结合主斜井泥岩段膨胀性软岩的工程地质条件和围岩变形特征,并结合主斜井泥岩段的巷道围岩变形特点,设计了高强度钢管混凝土支架支护方案,其中,巷道断面采用马蹄形,钢管混凝土支架主体钢管选用194 mm×10 mm无缝钢管,充填C40钢纤维混凝土,辅助金属网支护和混凝土喷层支护。通过数值分析可知,主斜井泥岩段开挖后及时施加钢管混凝土支架支护方案,钢管混凝土支架承载能力大,能够提供强大的支护反力,限制巷道围岩向巷道空间的移动,保证巷道围岩稳定和支护结构可靠。通过巷道施工和现场监测分析可知,大断面软岩巷道高强度快速支护方案易于施工,能够维持主斜井泥岩段软岩巷道围岩的稳定。     

大断面极软岩巷道钢管混凝土支架复合支护技术

为解决清水营矿+786 m水平临时水仓大断面软岩巷道变形严重难以控制的支护难题,现场考察了巷道变形破坏形态,取样测试了巷道围岩物理力学参数,分析了巷道变形破坏原因。研究得出:临时水仓巷道围岩属于典型的强膨胀型极软弱岩层,其变形主要由黏土矿物的滑移与吸水膨胀引起。基于上述研究,提出了"锚网喷+立椭圆形钢管混凝土支架+钢纤维混凝土碹体+加固锚索"的封闭式复合支护方案,建立了基于钢管混凝土支架的软岩巷道承压环强化支护力学模型,计算得出承压环的极限支护阻力可达1.99 MPa。随后运用FLAC~(3D)软件对不同断面形状的复合支护效果进行了对比分析,验证了设计方案的合理性。最后,该复合支护技术在井下获得了成功应用,工程应用表明:巷道支护3年多来,围岩最终变形量小于100 mm,并且支护体力学性能良好,有效地控制了大断面软岩巷道的收敛变形。     

深井软岩巷道钢管混凝土支架复合支护技术

针对口孜东煤矿-967m水平轨道石门软岩巷道变形严重支护困难的问题,结合现场考察、室内测试、现场试验与监测等方法,分析了围岩变形特征和巷道失稳破坏的原因,在此基础上,依据承压环强化支护理论,提出了2种基于钢管混凝土支架的高强度复合支护方案。工程应用表明2种封闭式高强度复合支护体均能有效抑制围岩向巷道空间内移动,围岩最大移近量小于90mm,满足巷道变形要求,同时支护体整体结构完好,工程应用效果优良。     

唐洞煤矿-200m井底车场修复技术

针对唐洞煤矿-200m井底车场返修工程,通过对岩变形情况与破坏特征的现场调查与观测,分析了巷道破坏原因,提出锚、网、喷、注、锚索联合支护方案,并现场监测修复加固工程实施效果.实践表明:锚、网、喷、注、锚索联合支护可有效限制围岩的变形,提高围岩支护体的共同承载能力,本支护方案设计合理,对类似破坏巷道的修复具有一定指导作用.     

玉溪煤矿井底车场巷道返修加固及效果分析

针对玉溪煤矿井底车场开拓巷道掘进支护成形后短时间内变形破坏较大的问题,在分析造成此类问题地质原因的基础上,采用注浆后补打锚索的二次返修加固方案,对出现变形破坏的巷道围岩进行了返修加固,通过表面位移观测和钻孔窥视分析,综合判断返修加固措施较好地控制了巷道围岩的变形,有效地解决了井底车场开拓巷道变形大的支护难题。     

多重因素影响下朝阳煤矿运输大巷稳定性支护策略研究

以朝阳煤矿运输大巷出现的大变形破坏为研究对象,分析了运输大巷出现的变形破坏特征,研究了导致运输大巷出现变形破坏的主要因素有高地应力、巷道围岩岩性及支护设计不合理,并结合运输大巷特点,设计了"锚网喷+钢管混凝土支架"的返修支护方案,从现场应用情况来看,返修支护方案较好满足了巷道支护需求。     

高应力巷道钢管混凝土支架支护技术研究

针对煤炭资源深部开采中面临的高应力巷道围岩控制难题,在鹤壁三矿三水平变电所泵房硐室和带式输送机巷返修中进行了钢管混凝土支架支护实验。将巷道原支护结构拆除掉,将巷道扩大至原断面,并进行锚网喷初次支护,然后进行钢管混凝土支架支护,并在两帮和顶部预留围岩变形空间,便于围岩释放压力。     

极软岩返修巷道钢管混凝土支架支护方案研究

为解决北皂煤矿海域煤系地层极软岩巷道变形速度快、变形量大、难以控制的支护难题,现场实测了原始地应力,实验室测试了岩石力学参数与水理性质。根据测试结果和围岩变形特点,设计了基于钢管混凝土支架的复合支护方案:支架断面设计为圆形,主体钢管选用194mm×8mm的20#无缝钢管,内填C40混凝土,辅以金属网和400mm厚混凝土碹体支护。最后,对支架受力情况和巷道变形进行监测,结果表明基于钢管混凝土支架的复合支护结构能够有效控制巷道收敛变形,保证巷道的长期稳定。     

基于钢管混凝土支架的复合支护技术在断层破碎带巷道中的应用研究

以阳城煤矿-650 m南翼轨道大巷为研究对象,深入分析了断层破碎带巷道地质参数,揭示了原有支护条件下巷道的变形破坏机理,基于承压环强化支护理论提出基于钢管混凝土支架的复合支护设计方案,在巷道内形成硬壳支护层。以有限元软件FLAC3D分析复合支护体受力性能,浅底拱圆形钢管混凝土支架最大轴力1914 kN,最大弯矩73.64 kN·m,出现在顶弧段左肩,支架极限受力在允许范围以内,满足支护稳定要求。-650 m南翼轨道大巷采用复合支护设计后支护结构稳定,巷道变形量小,表明基于钢管混凝土支架的复合支护设计适合断层破碎带巷道支护。     

软岩井底车场巷道变形破坏机理及支护技术研究

为解决兴安矿中生代软岩地质条件下的井底车场巷道变形严重,重车线大面积冒落,井筒马头门多次返修仍未稳定的问题,采用地质调查、室内试验和数值模拟等手段,划分了高冒区、严重变形区和一般变形区,分析了巷道以顶沉、帮缩、冒顶为主的变形破坏特征,以及埋深、地质构造复杂、支护不合理等破坏原因,揭示了由离层发育演化为岩板破断的渐进式层状顶冒落机理,然后利用冒落拱的自稳性和围岩自承能力形成上部硐室,采用柔层桁架耦合支护形成下部硐室的上下双硐室稳定耦合控制对策。现场返修加固工程实践表明:提出的兴安矿四水平重车线锚网索-桁架耦合支护设计方案能够有效控制围岩破坏变形,最大两帮移近量30 mm,最大底鼓量27 mm,变形趋于稳定。     

软岩巷道围岩控制技术

为解决朱仙庄矿采用锚网喷+全封闭29U可缩支架支护巷道围岩变形量大、支护结构破坏严重的难题,提出了锚网喷+全封闭29U高强支架为核心的支护方案,并采用FLAC3D数值模拟软件对不同支护方式下的巷道围岩应力分布、位移和塑性区特征进行了对比分析。数值模拟结果显示锚网喷+全封闭29U高强支架支护巷道围岩应力集中区更靠近巷道中心,位移和塑性区范围均较小。工程实践表明,锚网初喷+全封闭29U高强支架支护巷道两帮收敛量和顶底板移近量的最大值分别为155 mm和270 mm,在矿压观测后期,巷道日变形量小于0.2 mm/d。     

不同应力状态下钢管混凝土支架支护性能模拟分析及应用研究

为解决千米深井巷道支护难题,以华丰煤矿-1100 m水平大巷为研究对象,分别设计了基于直墙半圆拱形钢管混凝土支架和曲墙半圆拱形钢管混凝土支架的复合支护方案,采用有限元软件ABAQUS模拟水平主应力、垂向主应力和等压应力3种围岩状态,分析不同应力状态下钢管混凝土支架的支护反力、支架变形和支架破坏方式,揭示钢管混凝土支架不同应力水平下的支护性能与两种断面支架的性能差异,并将复合支护方案应用于工程实践,在工程中验证两种断面支架变形差异,并对薄弱点提出加固建议。