复杂围岩条件下巷道支护结构优化及分析

该文以新汶矿业集团鄂庄矿-530车场及石门施工中支护结构选择与应用为实例，分析复杂围岩巷道组成元素属性差别对支护方式选择以及支护方式对巷道稳定性的重要影响。     

深部复杂围岩大跨度交叉点支护技术

针对深部综放面煤层和直接顶发育,且切眼宽,工作面上下出口悬顶面积大等问题,采用理论分析、理论计算与工程类比相结合的方法,设计了大面积悬顶交岔点及切眼的支护方法,研究结果为同类工程提供了理论依据与施工方法。     

分离式隧道围岩—支护体系稳定性分析

针对分离式隧道的稳定性问题,以浙江省诸永高速公路前坑隧道施工为例,应用FLAC3D软件对隧道施工过程进行了数值模拟,计算出隧道开挖过程中围岩位移随时间的变化规律和空间分布特点;根据数值模拟结果,对隧道围岩的拱顶沉降和周边收敛情况进行监控量测,从而判定隧道围岩—支护体系的稳定性,在此基础上对支护参数和支护时机提出了合理的建议。结果表明,利用数值模拟与监控量测相结合的方式对隧道动态设计具有很好的效果。     

复杂条件下巷道围岩控制机理及支护技术

以张集矿11418(W)回采巷道为工程背景,分析了巷道顶板岩性相变较大、顶板含砂岩裂隙水等支护难点,提出了采用组合支护来提高巷道的初始支护强度等支护对策;通过对巷道载荷的计算并结合理论分析,确定了巷道的支护参数,数值模拟结果进一步验证了其良好的控制效果。工程应用结果表明巷道控制效果显著。     

复杂条件下深井马头门围岩稳定性分析及支护结构优化

针对淮北海孜矿新副井马头门处于岩层极为破碎、千米埋深、断面尺寸大等复杂条件,利用ABAQUS有限元数值软件进行了原支护设计方案情况下的马头门围岩稳定性分析,研究了马头门围岩位移场、应力场和塑性区的分布规律及支护结构的受力特征,据此对马头门的支护结构进行了设计优化。马头门初期支护采用锚、网、喷、索的支护形式;二次支护采用带反底拱的全断面钢纤维钢筋混凝土衬砌,增设底板注浆锚杆和底板锚索,并通过室内配合比试验确定了钢纤维混凝土的强度等级、钢纤维掺入率和最优配合比。现场监测结果表明,优化后的马头门支护结构安全储备较高且设计方案合理。     

复杂围岩环境下巷道变形破坏特征及支护技术

针对大佛寺煤矿胶带运输巷支护难题,采用工程地质调查、理论分析等手段,分析了复杂围岩环境下巷道的变形破坏特征,得出围岩特性、底板围岩遇水膨胀、采动影响、支护结构的不耦合是导致巷道大变形的主导因素。提出了"高强高预应力锚杆(索)+底角锚杆"支护技术控制巷道围岩稳定性。工程应用结果表明,该支护形式,可以有效控制巷道围岩的剧烈变形,大幅度提高巷道的安全性。     

复杂应力场下煤巷围岩锚网索支护应用分析

以山东唐阳煤矿2312工作面地质条件为背景,采用FLAC3D数值模拟,分析了复杂应力场下煤巷围岩支护情况,并对巷道锚网索支护系统进行优化。研究表明:受复杂应力场影响,巷道的两帮出现明显的应力集中现象,并呈"蝴蝶"形非对称现象分布,外帮应力集中区域明显大于回采帮。对比普通支护体系,巷道矿压显现程度较轻,顶板和两帮移近量较小。通过观测数据可知,采用优化后的煤巷围岩锚网索支护系统可有效控制围岩变形,能够达到预期支护效果。     

复杂围岩条件下开始眼全锚支护

采煤工作面的开切眼不仅跨度大，而且是采煤设备安装的场所，对于空间的安全有较高的要求。以往工切眼的支护一般为木棚，使开切眼的空间狭小，对于安装设备的效率和安全有很大影响，马兰矿2＃煤层的顶板为多层不性质的岩层和薄煤层组成，属于复杂性顶板，用木棚支护，开切眼围岩变形大，安装空间狭小，使安装效率低下，而且木材消耗量大，用锚杆＋锚索支护获得成功，从根本上改善了综采设备安装的环境，提高了安装的效率和安全可靠性，降低了开切眼的支护成本和劳动强度。     

复杂围岩条件下巷道锚杆支护技术研究

对朝川矿巷道锚网支护现状进行了系统的评价和分析，根据现场调研和理论计算，设计了中深部复杂围岩条件下巷道锚杆的支护方案，试验结果表明控制了巷道的强烈变形，减少了支护巷道后期的维护量，提高了巷道的安全系数，保证了矿井的安全生产。     

区段煤仓复杂围岩条件联合支护技术应用

介绍了秦源煤业有限公司S205区段煤仓的复杂围岩条件,重点分析了煤仓变形、破坏的因素,提出了有效的锚网喷浆、注浆与钢筋混凝土浇筑的联合支护方案并成功应用,取得了良好的经济效益。     

软岩井筒联合支护体系适应性的数值分析

用FLAC3D对高家梁软岩井筒进行了开挖支护施工过程的数值模拟,分析了井筒开挖、支护过程中围岩应力分布、井筒围岩变形、围岩塑性区范围,并基于此给出二次支护的时机。通过与现场监测的对比,证明了井筒支护方案的有效性。     

爆破掘进巷道围岩损伤及支护分析

<正>钻眼爆破一直是井巷掘进的主要施工技术。炸药在钻孔内爆炸时,在将开挖范围内的岩石爆破下来的同时,必然要对巷道周围的保留岩体造成损伤或破坏,从而使巷道围岩的力学性能劣化,围岩的承载力及其稳定性降低。岩石爆破损伤问题的研究国内外已有不少研究成果。国外的Grady与Kipp应用应变率敏感的损伤理论,提出了冲击作用下的连续损伤模型,对油母页岩的爆破断裂进行了预测。R.Yang也提出了爆破     

高刚度大强度支护方式控制采空区巷道围岩的机理及实践

为确保巷道顺利穿越采空区,采用UDEC软件对平煤六矿煤层开采过程覆岩破坏以及应力变化情况进行模拟分析。采用太沙基地压理论计算了斜井穿越采空区段巷道围岩应力,在此基础上对U型钢支架结构进行力学分析,结果表明U36型钢支架能有效维护破碎围岩的完整性。提出采用提高初期承载能力、改善支架受力状况和支护结构补偿的加强支护对策。工程实践表明采用上述对策后能有效提高支护结构的整体承载能力及稳定性,确保穿越采空区破碎围岩巷道的稳定。     

复杂围岩条件下开切眼全锚支护

采煤工作面的开切眼不仅跨度大 ,而且是采煤设备安装的场所 ,对于空间的安全有较高的要求。以往开切眼的支护一般为木棚 ,使开切眼的空间狭小 ,对于安装设备的效率和安全有很大影响。马兰矿 2 #煤层的顶板为多层不同性质的岩层和薄煤层组成 ,属于复杂性顶板 ,用木棚支护 ,开切眼围岩变形大 ,安装空间狭小 ,使安装效率低下 ,而且木材消耗量大。用锚杆 +锚索支护获得成功 ,从根本上改善了综采设备安装的环境 ,提高了安装的效率和安全可靠性 ,降低了开切眼的支护成本和劳动强度     

复杂围岩巷道半刚性全封闭复合衬砌支护技术

针对潘三矿西二石门四联络巷至五联络巷段间巷道变形破坏严重、原锚网喷及架棚支护失效问题,通过分析可知该段巷道的变形原因为巷道围岩破碎严重,节理裂隙发育,矿山压力大,构造复杂,埋深相对较大,服务时间长,且受周边开采影响大。基于此,提出在复杂围岩条件下的半刚性全封闭复合衬砌支护方案,充分利用塑性状态硐室围岩自身承载力适当迟缓支护。工程监测表明:巷道50 d后变形趋于稳定,变形速率约0.1 mm/d,围岩压力相对均匀稳定,混凝土和钢筋网架受力都有改善,达到良好支护效果。     

深井复杂围岩交岔点施工与支护技术

介绍了深井复杂围岩条件下交岔点施工与支护技术。针对复杂地质条件（断层带附近加软岩）下,交岔点施工难度大,质量要求高的难题,深入分析研究岩体承载能力和变化机理,大胆探索,从施工和支护全过程对工艺进行优化、创新和有益实践,用实际效果证明了工艺改进后新的施工和支护技术是成功的,对复杂地质条件大断面工程施工有较为重要的指导意义。     

基于复杂应力软弱围岩的矿井建设支护研究

以西山煤电集团某煤矿回风巷为背景,分析研究了处于高应力条件下软弱围岩的支护方法。经过与普通围岩巷道进行对比,分析了软岩支护的难点,并采取了相应的支护对策。通过分析软岩巷道围岩变形控制理论,提出了软弱围岩锚杆(索)网联合支护方法。将锚杆(索)网联合支护应用于该回风巷,通过监测,从顶板、底板及两帮3方面研究了围岩的变形情况,结果显示,该支护方法取得了较好的效果。     

复杂围岩条件下大断面煤巷支护技术研究

潞安集团常村矿S5-5工作面胶带运输巷围岩条件复杂,受动压及地质构造应力影响,导致巷道呈局域性破坏,顶板严重下沉、两帮内鼓,底鼓严重。该矿通过对原架梯形工字钢单棚支护设计存在问题的原因及全断面锚网(索)、架36U-5.6 m拱型可缩性支架、空帮预留变形联合支护工艺参数进行详细分析,对巷道顶底板相对移近量及底鼓位移变化曲线进行检测,提出采用全断面锚网(索)、架36U-5.6 m拱型可缩性支架、空帮预留变形联合支护工艺。     

复杂破碎软岩巷道支护技术及分区分级支护体系研究

为了解决伽师铜矿复杂破碎软岩巷道支护的难题,开展巷道围岩室内试验,试验表明,该矿的复杂破碎软岩具有极强的崩解性和软化性.结合矿岩岩石力学试验和巷道变形监测结果,分析了巷道支护现状及其变形原因.针对伽师铜矿复杂的工程环境和围岩变形特点,提出了以锚杆为核心的"锚杆+钢丝网+喷射混凝土"的新支护方案.对采用新支护方案支护的软...     

复杂围岩条件下巷道底板反拱支护 失效机制及控制

为探索巷道底板反拱支护结构失效机制,以刘园子煤矿+1100 m轨道石门为工程背景,采用现场勘察、理论分析、数值计算和工程实施相综合的研究方法,阐明底板反拱结构失稳的原因,揭示反拱结构失稳的力学机制,提出反拱结构失稳的"滑转梁"力学模型,并基于Lamé公式、弹塑性理论及力学原理给出"滑转梁"的平衡方程,以该方程分析摩擦因数、岩体内聚力、"锚护岩"深度和"滑转梁"厚度对反拱结构的稳定性及支护强度的影响。结果表明:1)底板反拱结构与U型支架连接处刚度不足是其失稳的关键;2)摩擦因数和底板岩体强度对反拱结构的稳定性有较大影响,而"锚护岩"深度和"滑转梁"厚度对其影响则不明显;3)"滑转梁"的力学状态决定底板的稳定性,当底板支护强度小于临界值时,反拱结构会发生"滑移上升""旋转上升""滑转上升"3种不同的失稳,每种失稳方式的判式及临界值亦不同;4)在巷道及其应力分布对称条件下,3种失稳判式可写成一个程式;5)通过增加反底拱结构与U型钢支架接触处的约束力,或增大底板岩体内聚力可有效控制底鼓;采用底板锚杆支护和增大反拱结构厚度亦能在一定程度上抑制底鼓。基于以上研究,采用底角锚杆+喷浇筑混凝土+36U型圆棚联合支护方案来提高巷道底角刚度及岩体强度,数值分析及现场实施结果均表明该方法能有效控制石门底鼓。