大断面极不稳定软岩巷道支护与施工成套技术研究

基于和睦山矿区水文地质情况和-200m水平井底车场巷道围岩状况,对该矿区大断面极不稳定软岩巷道稳定控制机理进行了研究,提出了整套针对大断面极不稳定软岩巷道的支护与施工技术。工程应用实践表明,所提出的支护与施工技术有效地控制了巷道变形,支护效果良好。     

基于软岩巷道围岩分类的支护方案优化

针对软岩巷道难支护等问题,综合分析围岩稳定性影响因素及软岩巷道围岩控制理论,建立了软岩巷道围岩稳定性综合分类表及支护参数取值建议表;采用FLAC3D数值模拟软件,揭示了不同围岩类别的巷道在不同支护设计下围岩塑性区演化规律及变形破坏特征,优化各类围岩支护方案。根据软岩巷道围岩综合分类表及支护参数取值建议表,提出了穿脉运输巷支护与修复加固技术方案;现场监测结果表明,修复加固方案能有效控制巷道变形,该围岩分类表及支护参数取值建议表在软岩巷道支护设计与施工中具有较好的工程应用价值。     

深部软岩巷道变形破坏机理及支护对策

针对鹤壁五矿三水平延伸轨道下山巷道破坏特征,对其变形破坏原因和支护对策进行了研究。结果表明:该巷道变形破坏主要是由于自重应力水平高、构造应力影响大、围岩条件差、支护设计不合理等因素造成的。为此,提出了锚网索喷+底角锚杆+柔层桁架支护设计方案,通过锚网索喷支护控制围岩有害变形,底角锚杆切断底板滑移线,柔性桁架保证巷道整体稳定,实现支护一体化、荷载均匀化,从而达到巷道稳定的目的。数值模拟和现场实验结果表明,该支护技术能够有效地控制深部软岩巷道变形,是一种有效的深部软岩巷道支护形式。     

极软岩层巷道围岩控制机理及支护技术

为了探讨极软岩巷道围岩合理的控制方法,根据牛马司矿业公司水井头煤矿412下山地质构造条件和围岩特征,采用现场观测、X射线衍射图谱分析和钻孔窥视仪观测,分析了极软岩层巷道的岩石矿物成份、变形机理和破坏原因,提出了高阻让压、大刚度、高强度耦合支护技术,并运用FLAC2D进行数值模拟,结果表明采用大刚度、高强度耦合支护是可行的.根据现场监测数据和耦合支护原理,确定了合理的各支护环节耦合支护时间,工程实践表明,该技术能够软岩有效的控制极软岩巷道围岩的强烈变形,保证巷道的稳定,为解决类似条件的极软岩巷道支护问题提供了新的思路.     

极软岩巷恒阻大变形锚杆耦合支护技术研究

 针对新安矿区深部极软岩巷经常发生严重底臌、两帮收缩且折帮、顶板非对称下沉、巷道全断面内缩、锚杆（索）拉断、反复修护的现象,分析巷道破坏特征及原因。提出恒阻大变形控制机理,设计了恒阻大变形锚杆+金属网+底角锚管+反底拱+钢纤维混凝土耦合支护方式,即采用具有恒定支护阻力、适应围岩变形量500mm的恒阻大变形锚杆,随围岩变形吸收膨胀变形能和高应力变形能,避免围岩的强度衰减,保证岩体强度,控制巷道变形。在该矿535回风石门使用后,从根本上控制了回风石门的非线性大变形,保证了巷道全断面的稳定,有效解决了中生代极软岩巷道支护难题。     

弱胶结极软岩巷道围岩控制技术研究

针对西一矿东一回风大巷弱胶结极软岩煤层巷道支护的技术难题,通过对该巷道地质条件分析、巷道变形破坏特征分析,提出了极软岩弱胶结巷道围岩控制机理。通过ANSYS、FLAC3D数值模拟及理论计算,提出了"16#工字钢棚+二次挂网+二次喷浆+底梁浇注"的联合支护方案。工程实践表明,该条巷道围岩得到了有效控制,保障了煤矿的安全生产。     

极破碎软岩巷道失稳机理与动态迭加耦合支护技术研究

基于赵庄矿极破碎软岩巷道长期矿压监测、围岩力学参数测试与矿物成分分析及松动圈测试等成果,分析了巷道围岩变形破坏的特点,揭示了极破碎软岩巷道变形失稳机理;针对该矿极破碎软岩巷道提出了由预留变形量、锚网索喷耦合支护、二次锚注加固组成的动态迭加耦合支护技术方案,并通过相似模型试验和井下工程实践对该技术方案的支护效果进行了验证。研究表明：通过预留变形量释放围岩中的变形能和高应力,顶板高预应力锚索、帮部高预应力锚杆和低预应力锚索实现“控顶卸压”,低压浅孔充填和高压深孔渗透注浆相结合形成积极有效的锚注支护结构和多层组合拱(梁)结构,底角和底板锚注有效控制巷道底鼓,从而实现对极破碎软岩巷道围岩变形的有效控制。     

深井软岩巷道锚喷支护参数研究

针对深部开采的地质构造复杂、原岩应力高以及深井软岩巷道变形量大的特点,分析了软岩巷道围岩破坏原因和变形规律,初步掌握了巷道变形破坏的发展趋势,以加强控制关键部位及充分利用巷道围岩自稳能力为原则,提出了巷道支护设计方案,取得了良好的应用效果。     

开滦矿区软岩巷道新支护体系研究

为了解决开滦矿区软岩巷道支护问题,应用理论分析和现场试验等手段,并结合开滦矿区多年的软岩巷道支护实践经验,研究了针对软岩巷道支护的新体系,即以强韧封层、稳压胶结为基础,以钢丝绳为筋骨,以锚注为主体的软岩巷道支护技术新体系。同时,通过建立与软岩巷道围岩特征相对应的力学模型,对影响软岩巷道新支护体系的主要因素,即巷道所处的应力环境、围岩性质与结构类型、巷道支护方式进行了分析。经现场工程验证,采用该支护体系的东欢坨矿北一大巷在变形稳定前的其总变形量不足50 mm,林南仓矿斜井下口交岔点最大变形量仅为67 mm。结果表明,该支护体系可以有效控制巷道变形,避免了矿井软岩巷道在服务期间的多次维修。     

软岩巷道支护设计应注意的几个问题

软岩巷道的支护一直是困扰我国煤矿的难题。随着采深的增加，我国许多矿区的软岩工程问题日益突出，这就对软岩巷道支护设计提出了更高的要求。本文结合软岩的工程特性和软岩巷道围岩的变形特点，分析软岩巷道支护设计应注意的几个问题。     

谢桥煤矿锚注-爆破卸压修复巷道的试验研究

针对高应力软岩巷道修复问题,采用锚注-爆破对巷道进行卸压,通过注浆加固和合理选择爆破参数,将应力控制理论与新奥法支护有机结合,充分利用围岩自承能力支护围岩。爆破卸压改变了围岩应力自然调节过程,改善了围岩应力分布状态,支护结构上应力减小,采用较少的支护即可维护高应力软岩巷道的稳定。     

松散围岩强化支护技术研究及其可靠性分析

松散围岩支护结构及其稳定性问题是国内外岩石力学难点之一,其稳定性影响因素的随机性强,造成稳定性评价及分析不精确,工程应用上容易出现塌方事故。因此,松散围岩巷道支护结构的正确选取及合理的理论论证非常必要。结合某矿实验巷道采用的强化支护形式,用压缩拱及主次承载区作用理念来论证松散体中锚杆支护结构的作用,并根据物理和力学参数的不确定性,建立可靠度分析方程,分析强化支护实验巷道的破坏概率。现场观测表明强化支护技术有效地控制了松散围岩的变形,进一步验证了理论计算的可靠性。     

深部软岩巷道的加固与支护技术研究

首先分析了东大煤矿北翼胶带巷的工程地质情况,进而分别从两巷道间距、埋深、顶板岩层、断面跨度及支护参数、施工质量等6个方面来分析,得出了北翼胶带巷的破坏机理,由破坏机理及围岩松动圈范围确定了二次加固的方案,即对巷道顶板及两帮采用锚注加固,并且对新掘巷道进行参数优化设计,以达到良好的支护效果,从而满足巷道的设计使用年限,更好地为煤矿生产服务。     

锚网索支护在急倾斜煤层巷道中的应用

针对急倾斜煤层巷道支护现状,在试验巷道探索采用锚网索支护技术。对试验巷道表面位移、围岩深部位移和锚杆(索)受力进行了现场监测,分析了试验巷道围岩变形规律。试验表明,在急倾斜煤层巷道采用锚网索支护是可行的,为锚网索支护在急倾斜煤层巷道的推广应用和支护参数设计提供了依据。     

回风石门软岩巷道变形破坏机理及其支护对策

针对煤矿回风石门出现严重底臌、折帮和顶沉等非线性大变形破坏现象,且难支护的问题,采用工程地质力学分析、数值模拟和现场试验研究相结合的研究方法,对巷道的变形破坏机理和支护对策进行了深入研究。结果表明,巷道的变形破坏受分子吸水膨胀、胶体膨胀、构造应力、重力、工程偏应力、软弱夹层、层理等多种因素影响,其变形力学机制为IABIIABDIIIBC型。针对该种类型的复合型变形力学机制,提出了相应的转化为单一型的技术对策,数值模拟结果表明该技术对策可有效控制巷道的大变形破坏;提出了恒阻大变形锚杆+金属网+底角注浆锚管+钢纤维混凝土耦合支护方案,现场应用效果良好。     

软岩巷道地压与支护特性的图解分析

在变形地压理论计算的基础上,提出了利用围岩特性曲线和支护特性曲线来确定围岩和支架共同作用的工作状态的方法,提出了软岩巷道支护时间控制的几点认识。     

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。     

基于FLAG3D的深部巷道围岩变形数值模拟

应用FLAC3D对东荣二矿深部巷道围岩变形进行数值模拟,在一定程度上起到理论指导作用,从分析结果可以看出喷锚注支护可以有效地控制围岩变形,改善巷道围岩应力分布,减小巷道位移量,提高围岩强度和自承能力,支护结构长期稳定,能够很好地解决深部破碎巷道围岩变形控制问题.     

深部高应力软岩巷道围岩整体锚注技术研究

针对平煤股份四矿三水平东专回下山埋深大、围岩软弱、地应力复杂以及破坏严重的现状,以“深部软岩工程的耦合支护理论”和“软岩巷道滞后注浆围岩控制理论”为指导,对破坏成因进行科学分析,尝试采用锚网索喷、注浆锚杆、注浆锚索以及组合砂浆锚索多种支护技术依据耦合作用时机分步加载于巷道围岩,探索出了适用于加固深部高应力软岩巷道的一项围岩整体控制支护技术,通过多种支护型材和注浆共同作用在浅部及深部形成多层结构体系,增强了围岩主动支护能力和自身承载能力,很好地控制了巷道变形,解决了长期以来高应力软岩巷道反复维修的恶性循环问题。     

门克庆大型箕斗装载硐室支护设计

为防止大型箕斗装载硐室发生变形及破坏,门克庆煤矿对其支护方案展开设计,通过对某矿井箕斗装载硐室变形破坏原因的分析,对门克庆箕斗装载硐室装载工艺以及硐室支护方案的研究,提出了硐室底板采用反底拱,端墙采用圆弧拱、平台兼有支撑侧墙作用的设计理念;将硐室在高度方向上分成了3个空间结构,以避免断面上中下交界处产生应力集中的危害,并有效抵抗弯矩和围岩变形。通过数值模拟及实践校验,该硐室支护断面形式、结构受力、支护方式较合理,有效控制了变形,整体支护效果良好。