软煤层碎胀顶板巷道高预应力短锚索支护技术

以晋城矿区赵庄煤矿软煤层、碎胀顶板巷道为工程背景,采用数值模拟与理论分析方法,研究了预应力锚索在不同预应力及不同长度条件下的预应力场分布特征和支护应力对围岩承载区的作用,指出高预应力、短锚索的支护效果优于低预应力的长锚索.在分析原有巷道支护设计存在问题及围岩变形与破坏特点的基础上,提出高预应力、短锚索支护技术,该技术能大幅度提高锚索的预应力,并使其有效扩散到围岩中,有效控制顶板离层等有害变形,形成刚性顶板.同时,使二次应力分布更为平缓,减小集中应力,有利于控制巷道两帮变形和底鼓.     

高预应力强力一次支护理论在多次动压影响巷道中的应用

沁新煤矿2~#煤层顶板为复合顶板,不利于巷道顶板支护,加之前期支护设计不合理,导致该煤层留巷巷道受多次动压影响后变形严重,服务期内多次维修,不仅增加巷道支护成本,而且对矿井生产造成严重影响。为此首先利用地质力学测试和围岩强度原位测试的方法了解围岩的基本形态,并针对原有设计中存在的问题,结合高预应力强力一次支护理论提出支护方案。     

复合顶板松软煤层巷道破坏机理及高预应力支护技术

针对崇升煤矿采区巷道顶板为复合顶板,两帮强度低,传统棚式支护难以控制围岩变形量大这一问题,基于实验室力学性能测试及巷道围岩控制理论,采用理论分析及数值模拟计算的方法,对复合顶板松软煤层巷道的破坏机理及高性能预应力支护体系进行了研究,得出了巷道围岩连锁失稳、破坏机理及其相关解决技术。现场工业性试验表明,采用高性能预应力支护技术后,顶板下沉量为43 mm,两帮移近量为115 mm,离层量控制在33 mm以内,效果良好,得出高性能预应力锚杆支护可以较好控制复合顶板松软煤层巷道的围岩变形,提高巷道的整体稳定性。     

松软煤层巷道支护技术研究

针对煤矿松软煤层巷道围岩承载构造中顶板及两帮相对薄弱问题,以赵庄煤业为研究背景,对其支护技术进行了研究设计,详细地分析了支护方式以及参数。结果表明,该支护方式能够有效控制顶板及帮部变形,增强巷道围岩稳定性,为今后进一步研究奠定了基础。     

深部大断面软岩巷道变形破坏机理及高预应力支护技术

针对兴跃煤矿2#煤层回风大巷围岩变形量大这一问题,基于弹塑性力学及巷道围岩控制理论,采用理论分析及数值计算的方法,对深部大断面软岩巷道的变形破坏机理及高预应力联合支护技术进行了研究,提出采用"锚杆+钢筋梯子梁+钢筋网+锚索"联合支护方案。现场工程实践表明,采用高预应力联合支护技术后,顶板下沉量为48 mm,两帮移近量为86 mm,底鼓量为120 mm,离层量控制在26 mm以内,效果良好,得出高预应力联合支护技术可以较好控制大断面软岩巷道围岩变形及顶板离层,提高巷道整体稳定性。     

高应力软岩复合顶板回采巷道全锚索支护技术研究

针对赵庄煤矿回采巷道地应力高、软岩复合顶板、断面大以及回采期间巷道变形大等特点,提出了全断面高预紧力锚索支护技术。利用室内实验测试、现场测试、钻孔窥视方法,明确了3号煤层地应力和巷道顶板岩层属性、结构特性及煤岩体的物理力学特性,采用数值模拟方法确定了锚索支护参数,并进行了现场工业试验。结果表明:赵庄煤矿3号煤层最大埋深超过850m,最大和最小水平地应力侧压力系数为1.33和0.58,为典型的高应力煤层;3号煤层直接顶为泥岩和砂岩互层,裂隙较发育,岩体强度较低,为典型的软岩复合顶板;高预紧力全锚索支护技术能较好地控制回采巷道的围岩变形,关键区域通过及时施加补强锚索及注浆加固措施后,二次复用工作面巷道基本不需二次返修,保证了工作面的安全高效回采。     

东曲矿综采工作面小煤柱留巷支护技术研究

东曲矿4号煤层28203工作面为复合顶板,以往巷道支护设计不科学,导致4号煤层留巷巷道受矿压影响严重变形。根据小煤柱沿空掘巷的围岩控制原理和4号煤层顶底板条件,选定巷道支护设计方案。经过围岩强度测试和数值模拟小煤柱留巷围岩应力分布情况,现场试验结果表明,基于高预应力强力支护原理的巷道支护方案,有效控制巷道顶底板围岩变形。     

高预应力强力支护系统在王坡煤矿的应用

简述了高预应力强力支护理论,分析了王坡煤矿3号煤层的地质条件,根据地质生产条件,采用高预应力、强力锚杆锚索支护系统,成功支护了王坡煤矿大断面及复杂困难条件巷道,根据矿压观测分析,该支护系统有效控制了巷道围岩的变形,保持了巷道围岩的稳定性。     

近距离采空区下煤巷顶板预应力全锚索支护技术研究

针对柴里煤矿3上、3下煤层夹矸薄,3上煤层回采后,导致3下煤层顶板破碎严重,巷道顶板下沉量大、工字钢梁变形明显等问题,通过分析原方案支护效果差的影响因素和理论计算提出3种采用加长锚固锚杆(索)联合支护的方案,并运用FLAC3D数值模拟对3种方案进行模拟,并分析对比,选取支护效果最佳的支护方案。经过现场锚杆(索)应力监测及围岩位移变形实测,确定最终支护方案。实践表明,顶板下沉量为200mm,两帮位移为105mm,顶板预应力注浆锚索+两帮预应力锚杆+金属网联合支护可以有效控制围岩变形。     

浅埋深顶板氧化煤巷掘进优化

为解决煤矿巷道掘进过程中支护返修率高、工程进度缓慢等问题,结合晋北煤矿地质资料以及开采技术条件,分析浅埋煤层巷道围岩变形特征,针对巷道顶板以及局部煤层严重氧化现象提出合理的改进措施,优化巷道设计方案应用于矿山,监测试验巷道矿压。结果表明:优化后的方案能够提高巷道支护强度,有效控制围岩变形,提高巷道掘进效率。     

红庙煤矿软岩巷道控制技术研究

膨胀性软岩遇水强度变低、崩解、融化,这一特殊性质决定了其巷道支护方式不同于其他巷道支护形式,除了要面对高压应力问题,同时还要考虑围岩受水化影响引起的巷道变形问题。针对红庙煤矿膨胀性软岩巷道存在的难题,给出了针对性的巷道控制方案,并在实践中得到了验证,有效地控制了红庙煤矿膨胀性软岩巷道的变形和破坏。     

“三软”地层综放面巷道变形规律研究

通过对北皂煤矿四采区4402综放面上下巷变形全程详细观测,得出了在工作面不同推进阶段巷道的变形规律,分析了巷道变形的力学机理,提出了巷道支护的技术对策。     

千米深井软岩煤巷支护方式数值模拟研究

采用数值模拟软件FLAC5.0对淮南矿业集团朱集矿-870m煤层回风大巷不同的支护方案进行了模拟,对比分析不同支护方案的围岩塑性区分布情况、围岩应力分布特征以及围岩变形特点,得出深井高应力巷道安全控制应以组合支护为主,并提出在巷道周边围岩构建闭式承载结构的思路,对深部巷道的围岩稳定性控制具有一定的指导意义。     

松软煤层沿空掘巷围岩变形破坏规律研究

采用现场实测及数值模拟的方法,以恒源煤矿Ⅱ616沿空风巷为工程背景,对松软煤层中沿空掘巷围岩变形破坏规律进行了研究。结果表明,松软煤层中沿空掘巷两帮内挤变形约为顶底板移近的1.89～2.5倍,且煤柱帮移近变形占两帮总位移的60%左右,实体煤帮变形趋于稳定时间明显早于小煤柱帮。同时通过对围岩塑性破坏场的分析,揭示了沿空巷道的实体煤侧肩窝为沿空巷道的应力集中区及支护的关键部位。     

近距离采空区下松软破碎煤层巷道锚杆锚索支护技术研究

在地质力学现场测试和岩石成分分析的基础上,分析了近距离采空区下松软破碎煤层巷道破坏的主要原因和影响因素,指出原有锚杆支护系统预应力偏低、护表构件不合理是造成巷道破坏的主要原因,提出了采用高预应力全长锚固锚杆和锚索支护并加大护表构件的面积和强度的方法进行此类巷道的支护。以红庙煤矿五区5-2S一片工作面回风巷为工程实例,详细介绍了高预应力锚杆锚索支护方案并进行了现场工业性试验。研究结果表明,高预应力锚杆锚索支护系统能够控制此类巷道的强烈变形,支护效果比较理想,为类似条件下巷道支护提供了有效手段。     

软岩巷道恒阻型大变形锚索联合支护

针对白皎煤矿井下具体复杂的地质条件,开展高突矿井复杂地质条件下软岩巷道支护技术的研究,采取适合现场条件的恒阻型联合支护,解决了白皎煤矿重大的巷道支护技术难题,对丰富和发展软岩巷道支护技术大变形锚索具有普遍理论意义。     

李雅庄矿易碎胀围岩变形规律研究

针对李雅庄矿2号煤层回采巷道围岩易碎胀弱稳定问题,进行了围岩变形规律的研究。研究表明:地质构造条件,巷道布置位置和采掘扰动是影响围岩变形的主要因素,围岩变形内表比呈先快速增加后缓慢减小趋势。建议支护过程中,应对地质构造带、底板进行特殊加固处理,选取长锚杆进行围岩控制,对巷道表面进行喷浆处理防止岩体碎胀弱化,同时底板采取排水措施。     

深井复杂软岩联合支护技术实践

潘一矿东区井底车场岩性以软岩为主,且受F32大断层影响,巷道变形失稳现象严重。通过对已施工的软岩巷道变形特征进行分析,提出了预留变形量的锚网索喷+套36U型钢棚+喷注浆的联合支护设计。实践表明,该支护设计能有效控制软岩巷道变形,为解决复杂条件软岩巷道支护问题提供了参考。     

半煤岩回采巷道围岩稳定性及控制的数值分析

针对袁庄煤矿Ⅳ622工作面的半煤岩回采巷道,为有效控制回采巷道围岩的稳定,以圆形巷道围岩弹塑性变形范围及位移场分布作理论分析,得出除考虑反映岩石自身强度等因素外,如何提高支护阻力Pi是控制巷道围岩稳定的关键;按实际地质条件建立数值计算模型,数值分析无支护状态和锚网支护及对支护承载结构进行结构补偿后半煤岩回采巷道的弹塑性变形范围及位移场分布特征,提出合理围岩控制方案。对半煤岩回采巷道围岩稳定性分析及围岩控制中合理的结构补偿位置分析具有重要指导意义。     

高应力软岩巷道支护技术研究

随着矿井开采深度不断加大,软岩巷道支护问题日益突出。针对某煤矿轨道大巷的变形情况,分析了巷道围岩变形原因,并在原有支护方案的基础上加以总结完善,通过加大巷道支护强度与加强关键部位支护力度,有效控制了围岩变形。