过大落差断层组管棚锚索联合支护技术

为解决巷道在穿过大落差断层组时顶底板松软破碎,巷道变形严重且支护异常困难等难题,以顾北煤矿F104断层组为研究对象,进行了管棚锚索联合支护过大落差断层组的设计与实际工程应用研究,采用管棚加预注浆超前支护配合掘后锚索强化、注浆补强及浇注混凝土加固等分步联合支护方法,并给出了详细的设计参数与施工工序。结果表明:在现场应用中能有效控制巷道围岩变形,实现巷道安全快速掘进;随着时间的推移,巷道围岩达到新的平衡,巷道总体变形量不大,可以满足工程实际使用需求。     

松软破碎围岩巷道支护及快速掘进研究

针对裕泰矿二水平轨道大巷顶板为松软破碎泥岩,掘进过程中易发生顶板事故问题,提出了采用管棚超前支护及围岩注浆加固措施,同时改进了掘进施工工艺。现场实践表明,采用该套技术有效控制了巷道围岩变形,实现了巷道快速掘进。     

泥化软岩巷道支护及快速掘进技术研究

针对泥化软岩巷道U型钢支护强度不足、冒顶事故频发问题,通过对围岩变形破坏原因分析,提出了采用管棚超前支护及围岩注浆加固措施,并对掘进工艺技术进行了改进。通过工业性试验,有效控制了巷道围岩变形,巷道掘进速度得以大幅提升。     

L工作面露天转地下开采边坡及围岩的移动变形机理分析

以某煤矿L工作面露天转地下开采为例,应用FLAC3D软件进行数值模拟,结合矿区地质条件和数值模拟结果,对露天边坡和地下开采上覆岩体的应力场及位移场进行了详细分析,归纳出了L工作面煤矿在露天转入地下开采时围岩的力学环境变化特点和移动变形规律。在从里向外的地下开采过程中,工作面前后煤壁及周围岩体更易发生应力集中,边坡和采空区上覆岩体的移动矢量指向采空区,使边坡角减小,坡高降低,有利于边坡稳定。     

反倾似层状硬质岩体边坡倾倒变形响应规律研究

倾倒变形常见于软硬岩互层状岩石边坡,对于一定坡面结构面产状条件下的似层状硬质岩体边坡,也可产生倾倒变形。通过对坡度、结构面倾角及坡面与结构面走向夹角3个因素作用下的324种组合形式边坡进行数值模拟研究,选择坡面多点位移作为倾倒变形程度评价指标,探讨3个因素作用下的三维反倾边坡倾倒响应规律。通过分析对比发现:随倾角增加易倾倒变形区域位置呈现类"C"状折线变化,在倾角60°左右坡面坡角对边坡倾倒的控制作用相对最小,而走向夹角的控制作用相对最大;当走向夹角自-20°增至20°,易倾倒区域先呈沿近+X轴方向不断移动并扩展再沿近-X轴方向不断移动并收缩;在坡角变化下,易倾倒区域位置稳定,都集中在结构面倾角55°～70°,走向夹角约为0°。     

长大管棚在隧道浅埋穿越高速公路中的运用

为了保证浅埋隧道上方高速公路的行车安全,在隧道施工中对高速公路路基本体及路面的沉降控制是施工过程中的重中之重;经过长大管棚预注浆超前支护及路基本体的注浆加固,且在施工过程中针对出现的问题并提出相应的防治措施,对今后类似工程的施工提供参考.     

地面定向孔超前预注浆掩护巷道穿断层破碎带关键技术

深部巷道过断层破碎带往往应力集中、围岩变形大,是掘进、支护的重大安全隐患。为提高围岩的抗变形能力和强度,减轻巷道锚固支护压力,以淮北矿区巷道过大断层为例,分析了掘进支护过程中矿压大、围岩稳定性差、支护难度大的主要工程问题,采用地面定向孔超前预注浆改性巷道围岩后,顺利掘进通过了断层破碎带。总结提出了基于钻探施工关键技术和高压预注浆关键技术的定向孔掩护巷道过断层关键技术体系,应用四开成孔结构避免了非治理段注浆干扰以及四段注浆分段法实现了断层破碎带精准注浆,并从压水试验、岩性探查、注浆量、注浆扩散距离、物探验证以及掘进支护效果分析方面评价了注浆加固效果。工程实践表明：地面定向孔具有长距离探查巷道岩性、超前高压预注浆的显著优势,改善了软弱围岩力学性质,有效控制了巷道围岩变形,巷道最大底鼓量降比超过62.6%,为巷道支护提供了安全保障,具有重要的推广应用价值。     

注浆加固深部地质异常构造带破碎软弱巷道机理分析及应用

淮南顾桥煤矿南翼胶带输送机大巷(二)施工中,要穿过断层构成的地质异常区,岩体破碎软弱,地应力高,松动圈大,支护难度大。巷道掘进过程中,易片帮冒顶,支护前期变形也很大,传统的被动支护难以奏效。通过超前注浆加固、壁后注浆和底板注浆等措施,提高围岩承载能力,有效地控制了围岩变形,保证了巷道施工安全。阐述了破碎围岩注浆加固机理,扼要介绍了注浆加固技术在该巷道通过地质异常构造带施工中的应用情况。     

缓倾煤层采空区滑坡形成机制数值模拟研究

以贵州都匀马达岭滑坡为例,采用离散元方法,研究了缓倾煤层采空区滑坡的变形发展过程,提出了该类矿区滑坡防治建议。研究结果表明:采空区顶板塌陷导致上覆岩层弯曲-沉陷,地表产生沉降变形,同时采空区边界部位产生倾倒式拉裂,在地表形成深大拉裂;采空区上部岩体沉陷变形导致坡脚部位岩层往坡外剪切滑移;中部滑面沿变形后倾向坡外的层面和陡倾节理组合形成阶梯状滑面。滑坡形成机制可概括为由采空区顶板变形引发的阶梯状蠕滑—拉裂—剪切滑移式滑坡。缓倾煤层采空区滑坡的防治应从防止采空区顶板塌陷入手,通过回填矸石或加强顶板的永久支护来防治采空区上覆坡体的变形。     

露天转地下开采对边坡稳定性的影响

露天转地下开采过程中诱发的边坡失稳将严重影响安全生产,主要原因是地下开采导致采空区覆岩应力重分布,并引起岩体的移动和变形,岩体强度降低,影响边坡稳定。为了研究露天转地下开采对边坡稳定性的影响,以某矿实际开采工程为例,运用MIDAS,FLAC~(3D)等数值模拟方法分别模拟了地下采区位于边坡的坡脚、坡中和坡外区3种条件下地下开采对边坡稳定性的影响机制,得出地下采区位于坡脚处开采会导致坡覆岩边坡滑移区范围最大,边坡失稳概率大;位于坡外区开采因上覆岩层沉陷使整体坡角减小,有利于边坡稳定;而位于坡中区开采时,边坡稳定状态介于两者之间。通过对该工程实例分析得到地下采区位于坡脚、坡中区时边坡安全系数不足,在坡外开采时边坡处于稳定状态。     

基于“弹性孔理论”的巷道围岩结构失稳研究

开挖扰动作用下巷道围岩失稳与卸荷易诱发掘进工作面岩体大范围垮落,甚至导致围岩动力灾害,严重制约现场安全高效掘进。针对巷道围岩结构失稳问题,基于"弹性孔理论",系统总结了开挖扰动诱发片帮的4种类型,分析顶板结构、巷道围岩失稳机制;采用ABAQUS有限元数值计算软件分析巷道围岩结构失稳机理和灾变特征,巷道经过支护后,顶板运移量大幅度减小,同时减缓覆岩整体性破坏程度。结果表明,受巷道掘进扰动影响,顶板更易发生结构失稳,巷道支护能够有效阻碍覆岩顶、底板运移,缓解岩体灾变概率,动力灾害得到有效控制,巷道实现安全掘进。     

斜井破碎围岩分步耦合注浆复合支护设计技术

针对四明山煤矿副斜井井筒穿过页岩夹泥岩互层特殊围岩地质条件,在分析井筒围岩变形破坏原因基础上,提出了采用管棚、中空注浆锚索分步耦合注浆、U型钢支架支护方案。工程实践证明,采用该支护方案,有效提高了支护结构的整体性和承载能力,保证了井筒掘进速度,为类似条件下井筒支护技术提供借鉴。     

孤岛工作面回采巷道联合支护技术研究及应用

通过对孤岛工作面上覆岩层结构特点进行研究分析,提出了"注浆加固+U型钢支架+锚杆"联合支护技术,对孤岛工作面回采巷道进行有效的支护,控制巷道变形。应用结果表明,该支护技术可以有效减小巷道变形,取得良好的支护效果,保障煤矿安全生产。     

松散破碎地层隧道管棚超前支护技术应用研究

为解决目前隧道施工中应用管棚超前支护技术未能有效控制顶板下沉等问题,分析了隧道施工中需要进行超前支护的条件以及钻爆法施工中管棚在不同施工阶段的受力特点。然后根据管棚超前支护在保证施工安全及控制隧道顶板下沉方面应起到的作用,提出了管棚超前支护结构组成及有关参数的确定原则和方法,对促进管棚超前支护技术的广泛和有效应用具有一定意义。     

复杂地质条件下巷道过断层关键技术研究及应用

断层破碎带具有低强度、易变形、透水性大和抗水性差的特征,巷道开挖常会引起断层活化,极易诱发巷道冒顶或突水事故。基于TSP、震波、瞬变电磁等综合物探超前地质预报技术与工程地质钻探,揭示了巷道掘进前方地层中的断层与含水特性,确立了巷道过断层的合理位置,为过断层巷道掘进施工、超前预加固与围岩支护设计提供了依据。采用地面与工作面预注浆等综合注浆技术,对断层破碎带区域岩体进行注浆堵水加固,形成了双层注浆堵水帷幕,有效地封堵了地下水,提高了巷道过断层区域围岩的完整性与强度,保证了巷道掘进过程中围岩的基本稳定与施工安全,并为后期巷道围岩锚固支护提供了可靠基础。针对断层破碎带岩性复杂、地质灾害突发等特征,基于综合物探预报结果与理论分析,提出了巷道合理掘进与支护技术方案;并针对后期承载和高抗渗性的要求,根据支护结构所承受的水压,采用合理的二次支护结构型式与防渗加固措施,保证巷道围岩与支护结构的长期稳定及安全。     

预注浆堵水在巷道穿过奥陶系泥灰岩层中的应用

为了解决掘进巷道在穿过泥灰岩、石膏矿层等特殊地质构造体处易发生涌水事故的问题,在西山煤电东曲矿燃料运输通道施工过程中对预注浆堵水技术进行了应用研究,结果表明,超前预注浆技术可以有效控制巷道掘进中的涌水量,注浆段剩余漏水量均不大于8 m3/h.     

安楚公路2~＃、3~＃大断面隧道破碎带掘进的技术措施

安楚公路的２￣＃、３￣大断面隧道均在断层破碎带中掘进，给施工带来了困难，为了确保工程的顺利进行，采用了微振弱爆破、正面短台阶、先拱后墙法的掘进技术；长管棚预注浆结合格栅拱钢支撑、喷－锚－网－喷的支护技术及围岩量测技术。     

不同井采方向边帮煤开采边坡稳定性及控制措施北大核心

边帮煤回采过程中边坡岩体会经历复杂的力学衍变过程,涉及原岩应力变化、变形破坏区扩展、边坡稳定性等问题;因此,选择合适的回采方向和有效的控制措施对于边帮煤回采边坡稳定性至关重要。提出采用顺坡和逆坡对边帮煤进行回采,在回采的基础上提出回填压脚和逆坡回采局部充填2种方案对边坡稳定性进行控制。研究结果表明:边帮煤回采边坡变形破坏及稳定性与回采方向有关,顺坡回采采场岩体破坏区发育强度和深度比逆坡回采弱,整体稳定性较好,逆坡回采边坡稳定性会发生衰减致使平盘存在剪切失稳现象,且回采工作面长度小于顺坡回采,因此顺坡优于逆坡回采;根据顺坡和逆坡2种回采方案边坡变形破坏区发育及稳定性状况提出回填压脚和逆坡回采局部充填方案对边坡稳定性进行控制,回填压脚可以改变边坡原有结构形态,使边坡内部岩体运移状况得到缓解,达到控制破坏区发育的目的,逆坡回采局部充填,可以对边坡内部变形破坏的岩体形成有效支撑,达到遏制破坏区扩展的效果,减缓边坡平盘因工作面回采所造成的破坏,直至达到控制边坡稳定性的效果。     

近距离下位煤层大断面开切眼顶板加固技术

为解决某矿1001综采工作面大断面开切眼第二横掘进过程中薄层破碎顶板的支护难题,基于上覆岩层"散体-块体"模型,建立采空区下煤层开切眼UDEC离散元数值计算模型,得出大断面开切眼围岩应力及位移曲线。模拟结果表明:第一横掘进完成后煤壁前方2.5⁴ m区域顶板岩体应力较为集中,为保证开切眼第二横掘进过程中巷道顶板的有效控制,需对此区域进行重点加固。结合现场地质工程条件,设计采用马丽散注浆技术对该区域进行顶板加固。     

高应力破碎岩体中巷道支护技术的应用与探讨

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之内重新进行返修。基于高应力破碎岩体及采矿过程的扰动影响,本文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。