大断面软弱围岩卸载硐室支护技术研究

针对煤仓上部卸载硐室断面大、围岩软弱的特点,模拟分析了断面尺寸、软弱围岩对围岩稳定性的影响,提出了大断面卸载硐室主动强力支护围岩稳定控制对策:分区耦合支护+关键部位强力支护+窄岩柱对穿锚索支护。实践表明,所采用支护技术有效控制了大断面卸载硐室围岩变形,实现了围岩稳定。     

大断面煤巷围岩稳定支护方法探讨

为了寻求大断面巷道围岩稳定支护的有效方法,文章以潞安集团某矿8103运巷为例,探讨了该巷道体现的大断面巷道围岩破坏机理,并基于此提出了巷道围岩稳定支护控制,并制定了巷道围岩有效支护方案。文章研究成果,为大断面巷道围岩稳定性支护提供了参考方法。     

桁架锚索在高应力大断面煤巷中的应用研究

针对邢东煤矿大断面煤巷在高应力作用下,巷道围岩大变形的控制问题,通过现场调研,对大断面煤巷围岩变形机理进行了理论分析,探讨了大断面煤巷围岩稳定性控制的针对性支护策略,最终提出了预应力桁架锚索支护方案。实践证明:预应力桁架锚索支护技术有效的解决邢东矿2223工作面运输巷支护问题,节省了施工成本,改善了支护效果,提高了巷道围岩的稳定性,对同一水平的其它大断面煤巷支护提供了借鉴意义。     

良相煤矿弱胶结状围岩支护技术实践

弱胶结状围岩抗压强度低,带来围岩的自承能力低、变形持续时间长、支护难度大等技术难题,导致了施工支护难度大、维护费用高、安全性差,良相煤矿通过弱胶结状围岩对支护方式的优化,运用工程类比法,开展工业性试验,逐步摸清了不同支护状态下围岩变形的规律,有效地控制了围岩变形。     

大断面矩形巷道支护参数设计研究

文章针对坚硬顶板下矩形巷道断面加大后的围岩稳定性控制问题,对未支护过的大断面矩形巷道进行锚杆支护设计,介绍了扁椭圆巷道围岩破坏范围的计算方法,并对大断面矩形巷道的锚杆锚索联合支护进行计算设计,采用数值模拟探究支护后的巷道围岩变形情况,最后对巷道的围岩变形及变形速率进行现场长周期监测。数值模拟结果显示,围岩应力主要集中于顶板左右边角处。巷道围岩最大主应力和水平应力均在锚杆承力范围内。现场监测结果显示,锚杆支护后,围岩顶板最大位移158mm,两帮最大位移61mm。围岩变形相对大断面较小,并在检测周期结束时,围岩几乎不再变形。文章介绍了坚硬顶板大断面巷道锚杆支护计算方法,并通过数值模拟和现场监测验证了支护效果,可对相关巷道断面扩大围岩支护工程提供一定经验。     

东西回风大巷围岩支护结构优化分析与应用

为解决东西回风大巷在原有支护方案下围岩变形量大的问题,通过理论分析围岩变形机理及内外耦合支护技术原理,确定巷道优化后的支护方案为锚网索+注浆加固,并对各项支护参数进行具体设计。通过支护方案优化前后围岩变形量对比分析,验证支护优化效果。结果表明:支护方案优化后,有效解决了围岩变形量大的问题。     

基于给定变形的深部巷道围岩控制技术研究

巷道围岩大变形、大范围失稳破坏是深部煤炭资源开采中面临的重大难题之一。本文分析了支护对深部高应力巷道围岩变形的作用,提出了支护结构本身应能够满足围岩大变形的协调支护原则。研究结果表明:现有支护技术所能提供的支护阻力对深部高应力巷道围岩连续变形影响十分有限,这类巷道围岩变形量中相当一部分属于"给定变形"。因此,可在巷道掘进时预留一定量的变形空间,并采用能适应巷道围岩大变形的支护结构进行及时支护,以维持围岩的完整性,消除冒顶、片帮等安全隐患。现场试验结果表明,605轨道巷掘进时考虑预留变形并采用"锚杆+自动让压桁架锚索"为主体,锚索加固为辅助的综合控制技术较好地控制了巷道围岩的稳定性,保障了巷道服务期间的安全使用。     

井底大断面关键永久硐室围岩变形机理及其控制技术

为解决井底大断面换装硐室一次支护围岩大变形问题,基于成庄煤矿大断面硐室围岩地质力学条件和变形特征,采用理论分析、数值模拟和现场试验的方法从大断面硐室围岩应力分布特点和支护承载结构稳定性两方面分析了大断面硐室围岩变形破坏的原因,并针对硐室围岩变形破坏的特征及其控制要求,研究提出在注浆原位加固提高原有锚网支护与围岩共同形成的支护承载结构完整性和强度的基础上,进一步采用全长预应力锚固强力锚索增强支护承载结构的稳定性的技术方案,对成庄矿井底大断面关键永久硐室进行二次加固。试验结果表明,巷道围岩变形量为8mm,底鼓为13mm,有效控制了硐室围岩的大变形。     

81108工作面回风巷沿空掘巷支护技术优化

为解决81108工作面回风巷原有支护围岩变形量大的问题,通过现场观测围岩变形特征及过程,得出需提升巷道两帮围岩支护强度。基于巷道原有支护下围岩变形特征,确定巷道采用顶帮协同支护技术,进行支护优化和围岩变形监测分析。结果表明:支护优化方案实施后,沿空掘巷期间围岩变形量大幅降低,保障了围岩的稳定。     

深井大断面切眼稳定性控制技术研究

针对张小楼煤矿深部大断面切眼围岩变形大、支护体破坏严重问题,通过现场调研和分析,认为在埋深大、高地应力、围岩裂隙发育等条件的影响下,原支护不能适应围岩大变形的特点,巷道关键部位出现破坏,进而削弱支护系统的整体功能。针对这一问题,采用软岩耦合支护思想,对切眼采用锚网-围岩以及锚索-关键部位的耦合支护方式,实现了支护体与围岩在强度、刚度和结构上的耦合,从而达到控制切眼稳定的目的。通过现场实践检测,表明耦合支护对深部高应力大断面巷道能够起到较好的支护效果。     

深部巷道围岩松动圈稳定控制理论与技术进展

围岩松动圈支护理论是在研究巷道围岩物理和力学状态的过程中发展起来的一种实用性岩层控制理论,近30年来在围岩松动圈支护对象与围岩分类、大松动圈围岩控制理论与技术、松动圈测试技术等方面取得长足的进步,深部巷道围岩控制的核心是确定支护对象并形成支护-围岩稳定结构,围岩的破裂膨胀及破裂后块体非连续变形构成的形变压力是巷道支护的对象。巷道围岩松动圈分类是建立围岩稳定性评价方法的核心内容,旨在正确评价围岩的支护难易程度、确定主要支护对象、优化支护参数和提出合理的施工工艺,为此形成深部大松动圈围岩综合指标分类法。深部巷道松动圈支护技术开发出被动支护、主动支护、改性加固技术、应力转移技术、联合支护等5大类围岩控制技术;形成以锚杆(索)为主体支护的多种支护方式并存的巷道支护体系,解决了大量巷道支护难题。巷道围岩松动圈厚度值可通过理论分析、相似材料模型试验、数值模拟、现场实测及智能预测方法获得;开展深部巷道围岩松动圈现场实测,可在理论与试验方面不作任何假设,能得到准确可靠的数据。探讨分析围岩松动圈测试与深部巷道大松动圈围岩支护中存在的技术难题及应对措施,可为深部巷道支护设计研究提供借鉴思路。     

基于FLAC~(3D)的大断面岩巷支护数值模拟分析

为解决煤矿大断面岩石巷道变形严重、支护难度大的问题,文章通过FLAC~(3D)数值模拟软件,研究巷道围岩变形特征,对比分析了巷道开挖后无支护和施加支护后的围岩塑性区、应力及位移的分布情况,结果表明:设计的支护方案有效控制了巷道围岩变形,提高了巷道的安全性,支护方案满足了围岩稳定性要求,是合理可行的。     

三软厚煤层综放开采大断面开切眼围岩控制技术研究

三软开采条件下大跨距开切眼围岩破坏程度高、支护难度大,为实现该类全煤巷道围岩稳定性控制,采用现场实测和理论分析相结合的方法,研究了大跨距切眼巷道围岩破坏特征并提出了相应的控制方法。对三软厚煤层全煤巷道围岩破坏特征进行了钻孔探测,由于顶板含有较多软弱夹层,大大降低了顶板岩层强度,造成运输巷顶板岩层破碎程度高、破坏范围大,同时顶煤较厚,极容易垮落,给锚索施工造成较大困难;针对三软大跨距切眼巷支护难题,提出了联合支护方式,并将其支护原理进行了阐述,在采用主被动联合支护方式同时利用了支护体和围岩自身的承载能力,可有效提高围岩控制效率;提出了高强稳定性锚网联合支护技术,设计了大跨距切眼巷道一排和二排巷的支护参数,进行了现场工业性试验,实测结果表明,采用主被动联合支护的条件下,切眼顶板离层量接近等于0,锚索安装后迅速提供支护力,保证了大跨距切眼巷道围岩稳定性。     

大断面煤巷极限平衡区支护设计方法与应用

针对围岩强度较低条件下,大断面煤巷顶板易冒落、顶底板移近量和两帮内敛变形加大的问题,采用极限平衡法作为支护优化设计理论依据,通过数值模拟计算和现场围岩分析,优化了运输巷支护参数。分析比较了优化支护方案和原方案巷道围岩塑性区及位移分布特征,得出新方案更满足松散围岩条件下大断面煤巷支护强度及围岩变形要求,有效提高了巷道围岩整体稳定性。     

大断面泥岩巷道支护设计优化及应用

402104工作面运输顺槽属于大断面巷道,巷道围岩大部分为泥岩,岩性差,原支护设计下掘进过程和回采期间巷道围岩变形量大。本文针对402104工作面运输顺槽围岩具体的工程地质情况,对大断面泥岩巷道围岩变形破坏情况分析,对原支护参数进行了优化。监测结果表明新支护参数下的巷道围岩变形得到了有效控制。     

煤矿深部巷道锚杆支护理论与技术研究新进展

针对我国深部高地压巷道围岩条件的特殊性与复杂性及巷道支护存在的问题,分析了高地压巷道围岩变形与破坏机理、支护系统控制围岩变形的作用。介绍了适用于深部巷道围岩的地质力学快速测试系统:包括地应力测量、围岩强度原位测试及围岩结构观察;高预应力、强力锚杆支护系统:包括高冲击韧性强力锚杆,大吨位、大延伸率单体锚索,高刚度钢带。介绍了高预应力、强力锚杆支护系统在新汶矿区和金川镍矿的应用情况。实践表明:高预应力、强力锚杆支护系统是深部巷道较有效的支护形式。     

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。     

深部巷道长锚杆支护技术研究及应用

分析了深部巷道围岩变形破坏特征主要为围岩变形量大、变形具有持续性和不可控性,提出采用长锚杆支护技术进行深部巷道的支护。数值模拟分析了不同支护系统巷道围岩的塑性区分布,结果表明:深部条件下巷道塑性区范围较大,加大支护强度对塑性区改变较小,普通锚杆锚索支护不再适用;深入研究了长锚杆的围岩控制机理,并说明了其在深部大变形巷道支护中的优越性。现场工业性试验表明,采用长锚杆支护后,围岩控制效果更佳,且帮部长锚杆在扩帮时能够被重新利用,支护效果较好。     

复杂结构大断面硐室围岩稳定控制研究

针对复杂结构大断面硐室围岩控制难题,采用FLAC~(3D)数值计算方法研究了煤仓上部卸载硐室变形破坏特征,提出了分区耦合强力支护围岩控制技术。结果表明,复杂结构大断面硐室具有大面积非均称破坏特征,塑性区深度达到13.5 m,浅部围岩为拉剪破坏,承载能力大幅下降,深部围岩为剪切破坏,承载能力下降幅度较小,拱部和窄岩柱破坏尤为严重,是围岩控制的关键部位。针对围岩的大面积非均称破坏特征,提出了"分阶段围岩控制、分区耦合支护、关键部位强力支护和封闭式支护"围岩控制方法,实现了支护与围岩力学特性的耦合,有效控制了围岩变形破坏的发展。     

夹河矿深部煤巷围岩稳定性控制技术研究

为解决夹河矿深部开采时煤巷出现的围岩变形量大、支护体破坏严重等非线性大变形问题,采用现场工程调查、微观组构实验等手段,分析了巷道围岩破坏失稳主要是由于支护体与围岩在力学特性上的不耦合造成的。研究采用耦合支护非线性设计方法,得到锚网索耦合支护参数。现场试验表明,采用该设计方法进行锚网索耦合支护既能充分发挥锚网主动支护浅部围岩的能力,又能通过锚索调动深部围岩强度的支护能力,从而实现软岩巷道支护体与围岩在强度、刚度和结构上的耦合,发挥支护体与围岩共同承担荷载的作用,实现深部煤巷的稳定性．