矿井深部软岩巷道锚注一体化支护应用研究

针对平煤一矿-950 m水平下延回风上山埋深大、应力高、围岩强度低、支护难度大等特点,基于锚注一体化支护技术进行锚注参数设计,提出了以直径25 mm全螺纹高强中空注浆锚杆和直径29 mm螺纹肋中空注浆锚索为核心的全断面锚注一体化支护方案。工程实践表明,锚注参数设计合理,锚注加固强化了巷道整体性,改善了巷道围岩的承载性能,有效控制了巷道变形,支护效果得到显著提升,巷道稳定性明显提高,且支护成本降低,工艺简单。     

高强全锚注支护结构性能与工艺技术应用北大核心

针对高应力、软岩、动压、裂隙节理破碎岩体及其复合型困难条件巷道围岩非连续、非协调大变形控制难题,采用理论分析、室内支护材料力学实验、现场试验的综合研究方法,进行了高强中空注浆锚杆、高强中空注浆锚索结构分析、性能测试及工艺技术应用探索,提出了复杂困难条件巷道高强全锚注一体化控制理念,即通过采用高强中空注浆锚索/锚杆及高强护表构件全锚注支护,最终形成巷道围岩'协同强力护表、叠加内拱、深外拱'多层次、梯次强化支承结构;在平煤一矿回风上山进行了全方位高强耦合控制试验,长期矿压观测表明巷道围岩得到有效控制,真正实现了锚杆索锚注一体化、全长锚固及围岩提质增强。     

深部软岩巷道失稳原因与高强全锚注支护试验

针对平煤一矿三水平下延回风上山千米埋深软岩巷道变形量大、围岩整体收缩内敛、变形破坏持续性强的特点,采用理论分析、现场地应力实测等综合研究方法,对影响深井软岩巷道稳定的主控关键指标进行了总结分析,提出了千米深井巷道高强全锚注一体化控制理念。研究表明:三水平下延回风上山围岩变形破坏的主控因素包括:高水平应力、高主应力差、巷道埋深大、围岩松软破碎、巷道跨度效应及原支护方案未能与围岩完全耦合;通过采用高强中空注浆锚杆、高强中空注浆锚索及高强护表组件组合全锚注支护,进行全方位高强耦合控制,实现了锚杆/索锚注一体化、全长锚固及围岩品质增强,现场跟踪监测验证了高强全锚注支护体系适用于千米深井高应力软岩巷道围岩控制,具有较好的推广应用价值。     

中空注浆锚杆在潘一矿东井软岩巷道中的应用

针对潘一矿东井-842m东翼1号回风大巷难以支护的问题,在分析该巷道变形破坏影响因素的基础上,结合高强锚注支护技术的特点,提出了以新型树脂药卷式中空注浆锚杆为基础的高强锚注支护体系。工程试验表明,该加固方案有效地控制了巷道围岩变形,试验取得了良好的支护效果,为淮南矿区其他相似条件下巷道围岩控制提供了参考依据。     

深部软岩巷道锚注支护技术研究与应用

深部软岩巷道具有非线性大变形特征,单一的支护方式难以控制。锚注支护可以改变围岩力学参数,提高围岩强度。结合鹤岗矿务局兴安矿四水平中央石门返修的工程实践,分析了锚注支护的工程特点,经理论分析和工程应用表明,锚注支护显著提高了围岩的强度和承载能力,有效地控制了深部软岩巷道变形问题,是一种有效控制深部软岩巷道变形的支护形式。     

深孔高强锚注技术在深井巷道修复中的应用

为研究深孔高强锚注加固技术在深井巷道修复中所发挥的作用,基于淮南潘一矿东区11-2采区轨道上山实际地质条件,辅助电子窥镜观测技术对该区域支护失效及围岩破坏原因进行分析,提出采用深孔高强注浆锚索进行巷道修复的技术方案。通过采用多点位移计、电子窥镜等观测手段进行监测,结果表明:深孔高强锚注加固技术能够有效控制巷道围岩变形、充填破碎围岩;采用锚注支护后,巷道顶板及两肩窝变形量最大约为1~2mm,巷道变形得到了有效控制;深孔高强锚注加固技术对松动范围和松动程度都比较大的应力集中区巷道围岩具有良好的加固修复作用。     

高强中空锚杆/索结构及全锚注技术研究

针对高应力、软岩、动压、裂隙节理破碎岩体及其复合型困难条件巷道围岩非连续、非协调大变形控制难题,提出了复杂困难条件巷道高强全锚注一体化控制理念,通过采用高强中空注浆锚杆、中空注浆锚索及高强护表构件全锚注支护,实现了锚杆索锚注一体化、全长锚固及围岩自承能力提质增强,最终形成巷道围岩"协同强力护表、叠加内拱、深外拱"多层次、梯次强化支承结构;试验表明:高强全锚注支护系统刚度提高5.8倍,抗剪强度提高0.5～0.8倍,在全国多个矿区沿空掘巷、高应力软岩煤巷等各种类型巷道应用效果良好,围岩变形破坏得到有效控制,提高了破碎煤岩体锚杆锚固力及锚固安全性与可靠性。     

深井巷道高强锚注一体化技术与工艺应用研究

针对深部地层力学环境条件下高应力软岩巷道围岩大变形控制难题,总结分析了深部巷道围岩控制的4种技术途径,提出了深井巷道高强全锚注支护控制理念,通过高强中空注浆锚杆、高强中空注浆锚索对围岩进行大范围高压注浆,实现围岩承载结构的延扩及自承能力的提升。试验表明:高强锚注支护能够充填围岩宏观裂隙、挤压楔固密实围岩孔裂隙,改善围岩力学性能,有效控制了离层向纵深发展。     

高强锚注技术在巷道围岩控制中的应用

增子坊矿301盘区5#煤层辅运巷在上覆采空区煤柱应力、区域地质构造以及围岩自身松软等因素综合作用下出现围岩变形量大、支护困难等问题.为解决此问题,拟采用高强锚注技术控制围岩,并对巷道支护方案进行设计.现场应用后,巷道顶板、巷帮变形得以有效控制,其中顶板、巷帮变形分别控制在28 mm、20 mm以内,可满足巷道后续使用需...     

软岩巷道高强锚杆辅助锚注支护机理及应用

基于软岩巷道变形破坏规律,对高强锚杆辅助锚注支护加固机理进行了研究分析．采用有限差分软件FLAC^2D,对深部软岩巷道使用普通锚喷支护、高强锚杆支护和高强锚杆辅助锚注支护前后围岩变形破坏规律进行了数值模拟,对锚注支护前后围岩的位移及塑性区的变化情况进行了系统分析,并与现场实测结果进行了对比．结果表明,锚注支护利用锚杆与注浆相结合的方法,显著提高了围岩的强度和承载能力,极大地提高了软岩巷道的支护效果,扩大了锚杆的使用范围,能有效控制软岩巷道的围岩变形,具有显著的经济效益．     

动压巷道锚注支护数值模拟研究

锚注支护将锚杆和注浆加固结合在一起,实现了锚注一体化．通过注浆将破碎围岩胶结成整体,改善围岩的结构及其物理力学性质,提高了围岩的强度,真正实现了围岩本身作为支护结构的一部分,大大提高了支护结构的承栽能力．本文采用大型有限元数值模拟软件ANSYS,对动压巷道锚注支护前后围岩变形破坏规律进行了数值模拟,对锚注支护前后围岩的应力、位移及塑性区的变化情况等进行了系统分析,结果表明锚注支护显著提高了围岩的强度和承栽能力,有效的控制了动压巷道的损伤变形．     

半煤岩软底巷道底鼓控制技术

己15半煤岩软底巷道底鼓一直是困扰平煤集团三环公司的重大问题．以该巷道大范围内的岩体为研究对象,通过对巷道底鼓影响因素的理论分析,得出围岩性质、地质构造和支护形式是产生底鼓的主要因素,提出了锚注加固底板控制巷道底鼓的方案,并对其支护加固机理进行了研究分析．采用数值模拟软件,对巷道使用普通锚网支护和锚注支护加固底板的围岩变形破坏规律进行了数值模拟,对锚注加固底板前后围岩的应力、位移及塑性区的变化情况进行了系统的分析．现场结果表明：锚注加固技术显著提高了底板岩体的强度和承载能力,极大的提高了巷道的支护效果,有效的控制了半煤岩软底巷道的底鼓变形．     

袁店一井大断面软岩上山底鼓综合治理技术

针对大埋深大断面软岩巷道围岩变形严重,反复维修工程量大,底鼓突出的问题,结合工程实践,分析了巷道的底鼓的变形机理,并采用数值模拟方法研究巷道的变形破坏规律及影响因素。给出了大断面软岩上山底鼓治理技术方案,确定了锚注联合支护技术的设计参数。现场应用表明,采用锚索、底脚底板注浆锚杆和槽钢耦合支护底鼓控制方法,有效地控制了巷道的底鼓变形,取得了良好的围岩控制效果。     

半煤岩软底巷道底鼓控制技术

已15煤岩软底巷道底鼓一直是困扰平煤集团三环公司的重大问题．以该巷道大范围内的岩体为研究对象，通过对巷道底鼓影响因素的理论分析，得出围岩性质、地质构造和支护形式是产生底鼓的主要因素，提出了锚注加固底板控制巷道底鼓的方案，并对其支护加固机理进行了研究分析．采用数值模拟软件，对巷道使用普通锚网支护和锚注支护加固底板的围岩变形破坏规律进行了数值模拟，对锚注加固底板前后围岩的应力、位移及塑性区的变化情况进行了系统的分析．现场结果表明：锚注加固技术显著提高了底板岩体的强度和承载能力，极大的提高了巷道的支护效果，有效的控制了半煤岩软底巷道的底鼓变形．     

三软煤层沿空巷道破坏机制及锚注控制

针对龙口矿区梁家煤矿典型三软地层沿空巷道-4606材料巷围岩控制难题,通过现场监测和试验,分析原支护方案下围岩变形破坏机制。煤层结构复杂,围岩易膨胀、软化,围岩破坏范围大,拱架变形破坏严重,锚杆支护潜力无法有效发挥是巷道变形破坏的主要原因。以锚注支护为核心,实施了U型棚+注浆锚杆+注浆锚索和注浆锚杆+注浆锚索2种联合支护对比试验方案。结果表明：方案实施后,巷道围岩变形量均小于原支护方案37%以上,U型棚+注浆锚杆+注浆锚索联合支护方案中U型棚对围岩的控制作用不明显,注浆锚杆+注浆锚索联合支护完全可以取代传统的U型棚支护。     

深部高强锚注切顶自成巷方法与验证

针对深部高应力回采巷道围岩控制难题,以我国最大采深矿井——山东泰安孙村煤矿为工程背景,对传统沿空掘巷、锚杆(索)支护巷道进行监测分析,结果表明:巷道围岩变形量大,破坏范围广,锚杆大部分处于强度劣化区内,难以发挥支护作用,锚索受力大,接近极限破断力。为解决上述问题,系统开展了不同煤柱宽度、地应力大小、顶板围岩强度、切顶高度等影响因素下的数值试验研究,建立了顶板应力释放率、侧向支承压力提升率与围岩变形控制率等定量评价指标,对比分析了多种因素下切顶自成巷与沿空掘巷矿压变化规律与围岩控制机制。基于此,提出了深部高强锚注切顶自成巷方法,利用高强锚注提高巷道顶板完整性,利用顶板预裂切缝切断采空区与巷道顶板之间的应力传递,使巷道处于应力降低区。为进一步验证该方法的合理性,利用自主研发的地质力学模型试验系统,开展了模型试验对比研究,高强锚注切顶自成巷围岩应力比沿空掘巷平均降低20.8%,围岩变形量为后者的45.1%,应力释放与围岩控制效果明显。结合上述研究,提出了相应的工程建议,并在孙村煤矿2215工作面进行了现场应用,监测表明该方法有效控制了巷道围岩变形,实现了无煤柱开采。     

软岩锚注巷道围岩变形量的时序预测

为反映软岩锚注巷道围岩的变形在时间上的变化规律,利用径向基函数RBF神经网络强大的非线性映射能力,通过已经观测到的巷道围岩变形数据,建立软岩锚注巷道围岩变形量的时序预测模型．利用训练好的模型和当前观测数据得到了软岩巷道在锚注之后3,9,15及30d的顶底变形量和两帮相对变形量．实例分析表明,该预测模型能弥补现场观测和数值模拟的不足,预测结果具有较高的精度．同时也说明锚注支护能有效控制软岩巷道围岩的变形．     

松散破碎围岩变形控制与支护优化分析

针对松散破碎巷道变形大、支护困难等特点,结合江西中林矿井的具体情况,研究了松散破碎围岩的变形机理和支护方式。分析了锚注、U型钢可缩性支架、锚杆、锚喷4种基本支护方式的作用机理,提出了针对松散破碎围岩的锚索网注主动支护加U型钢联合支护方案和技术措施。实践表明:为维持松散破碎围岩的稳定性,首先必须优化和改善围岩的力学性能和受力状态,将原有被动让压支护改为主动支护,然后综合利用多种支护方式对松散破碎围岩巷道进行加强支护,才能改变松散破碎围岩巷道频繁失稳和经常返修的状态。     

复杂难支护巷道锚注支护技术研究

复杂难支护巷道的支护是围岩控制中亟待解决的难题。通过现场考察,分析了祁南煤矿82五中运输联巷及行人联巷破坏的主要原因及破坏机理。在深入研究了以内注浆锚杆为核心的锚注支护作用机理的基础上,确定了该巷道治理方案为锚注索喷联合支护方案。采用岩土工程分析软件FLAC对该方案进行的模拟研究表明,方案实施后围岩的整体承载能力得到提高,巷道围岩变形得到有效控制。实践表明,采用该方案进行修复后巷道变形极小,破坏程度明显降低,延长了巷道修复周期,降低了生产成本,为安全高效生产提供了有力的保障。     

深部高应力巷道围岩预留变形控制技术

采用理论分析、数值计算、现场试验等手段,研究了支护阻力对深部高应力巷道围岩变形与塑性区的影响,提出了支护结构应满足围岩大变形的协调支护原则。研究结果表明:在现有支护条件下,支护阻力对深部高应力巷道围岩变形、塑性区影响十分有限,深部高应力巷道围岩总是存在一部分变形量依靠现有支护水平无法控制,将此部分围岩变形量称之为巷道围岩的"给定变形",并且这种"给定变形"随着开采深度的增加而增大;因此,对于深部高应力巷道围岩变形控制,可在巷道掘进时预留一定的变形空间,并要求支护结构应能够适应巷道围岩的大变形,以维持围岩的完整性,同时保障支护结构本身能够持续不断提供支护阻力而又不出现断裂失效。工程实践结果表明: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可较好的控制巷道围岩的稳定性,保障了巷道服务期间的安全使用。