复杂困难条件下的巷道支护

在对断层破碎带内巷道围岩支护研究中，利用锚杆对围岩的加固作用，锚索对锚固层的整体增强作用，采用锚杆，锚索组合支护，成功地维护位于断层破碎带，高应力区内的巷道。     

断层破碎带煤巷锚杆支护技术及应用

分析了断层破碎带煤巷围岩变形破坏的原因,并提出了高强高预紧力锚杆支护、大延伸率锚杆支护、锚索加强支护等断层破碎带煤巷围岩控制技术。采用该支护技术在2401工作面回采巷道进行了工业性试验,取得了较好的围岩控制效果。     

断层破碎带巷道的锚网喷架联合支护技术

断层破碎带巷道围岩变形呈现软岩特征,原有的巷道支护方式和技术失效。为解决断层破碎带支护问题和保证施工工期,根据软岩巷道支护理论,结合围岩性质提出了锚网喷架联合支护技术,并对设计方案进行了优化及分析。采用数值模拟对支护效果进行了分析,提出用药卷锚杆代替管缝式锚杆,架后充填进行释能让压,二次支护与巷道掘进平行作业。矿压监测结果表明,锚网喷架联合支护控制了巷道围岩的变形,保证了施工的安全,施工进度提高了66.7%。     

深部断层破碎带巷道锚注加固机理研究与应用

针对星村煤矿-1 196 m水平特大断层破碎带巷道围岩变形大、支护困难等问题,在对裂隙岩体结构面剪切变形分析的基础上,利用FLAC~(3D)模拟了"预应力中空注浆锚索+锚杆"支护机理。在此基础上提出"锚网喷+预应力中空注浆锚索"联合支护方案。     

锚网索注联合支护在过断层破碎带中的应用

 以西翼总回风巷穿越落差为20～55m的断层为工程背景,研究了巷道穿过断层破碎带时围岩稳定性控制技术,采用高强度预应力锚杆网支护、小孔径预应力锚索加强支护、喷浆和U型钢结合壁后充填技术,确保了穿断层区域巷道长期稳定,取得了良好的技术经济效果,为其它类似条件下巷道围岩控制提供了参考。     

巷道锚杆锚索协同支护数值模拟研究

基于锚杆、锚索协同支护原理,在围岩条件和锚杆、锚索其他支护参数一定的情况下,采用正交试验设计方法,运用FLAC3D数值模拟软件对锚索预紧力、锚索长度、锚索锚固长度3个支护参数对巷道围岩变形影响规律和它们之间的协同匹配关系进行研究分析。结果表明:影响围岩顶底板、两帮变形的主要因素是锚索预紧力,锚索预紧力的大小对巷道变形的影响最为显著,而锚索长度和锚固长度的影响相对较小;锚杆预紧力须和锚索预紧力协同配合,共同控制围岩的变形,预紧力为20kN的锚杆和预紧力为100kN的锚索在巷道顶底板变形控制中能达到很好的协同配合作用;巷道围岩顶底板和两帮的围岩稳定性控制的机理不同,需要采取的支护理念和支护参数也不同;锚索锚固长度对围岩位移变化的影响规律是锚索长度对围岩位移变化影响规律的侧面描述,呈负相关的关系。     

煤巷掘进过断层破碎带超前支护研究

+350运输巷掘进范围内存在DF16断层,该断层具有一定导水性且断层破碎带内围岩破碎,巷道过断层时面临淋水、破碎顶板垮落、围岩变形量大等问题。依据现场条件,提出综合使用超前注浆+预应力锚杆(索)+钢架棚方式控制断层破碎带围岩,通过注浆封堵断层破碎带内导水裂隙,降低甚至避免掘进期间围岩出现淋水,并提高围岩稳定性;通过预应力锚杆(索)给围岩施加一定预紧力,降低变形量;充分利用钢架棚刚度大的优势给破碎围岩提供足够支护强度。巷道掘进过DF16断层破碎带期间,围岩未出现淋水、垮落等问题,同时围岩变形较小,不会给巷道掘进造成影响。     

大断面煤巷支护技术优化及应用

采用FLAC~(3D)有限差分程序对不同支护参数巷道围岩变形规律进行了模拟分析。结果表明增加锚杆长度能有效应对巷道围岩破碎程度;增加锚索长度和直径,对围岩可施加的预应力越高,巷道围岩发生离层、变形的可能性越小,支护效果也就越好,能有效控制围岩的强烈变形。     

断层破碎带极松散煤体巷道强化支护技术

为解决枣园煤业断层破碎带极松散煤体巷道支护难题,归纳了此类巷道的变形破坏特征,分析认为此类巷道变形破坏的主要原因为地质构造复杂、原岩应力高,围岩峰后出现应变软化和围岩承载性能未能充分发挥。根据强化支护技术的原理,从提高支护体系和围岩自身承载性能出发,采用了以"四高"锚杆强化支护技术和预应力长锚索加固顶板为关键技术手段的强化支护技术。矿压观测表明,掘进期间巷道两帮移近量近400 mm,顶板下沉量110 mm左右,巷道围岩变形得到了有效控制,巷道断面满足生产需要。     

煤矿构造应力区巷道支护技术研究

本文通过分析大型陷落柱构造应力对巷道围岩应力的影响,确定构造影响区域内巷道支护的影响因素,研究得出构造应力对巷道的主要影响是水平应力较大,且分布不平衡,巷道支护体系中帮锚杆长度的局限性使其无法提供足够的预应力及支护强度,设计采用帮锚索配合锚杆的联合支护形式可以提供较大的预应力及承载力,保证了工作面绕采期间巷道变形后断面满足安全生产的需要。     

孤岛工作面沿空巷道锚固失效分析与支护对策

为解决某矿3210孤岛工作面回采巷道中大量锚杆锚索断裂及锚固失效、导致巷道围岩变形破坏严重的现象,对现场锚杆锚索的断裂数量分布和断裂形态进行统计分析,揭示了锚杆索支护失效的重点区域,发现大部分锚杆破断的位置都在杆尾螺纹处、大部分锚索破断位置均为杆体中部,进一步分析了巷道围岩破坏的破坏特点及原因。针对巷道支护帮弱的问题,对强帮护顶支护技术应用进行了探讨。基于研究针对原有支护,提出了“锚网索加强支护+帮部注浆补强加固”的支护对策,对支护参数及注浆施工参数进行详细设计。在改进支护前后对围岩变形情况进行实时监测与拉拔试验检验。结果表明,在工作面采动影响下,围岩变形量减小,该支护方案能提高巷帮抗变形能力与锚固能力,增强锚杆体锚固结构的弹性模量,能够有效解决锚杆索破断导致的锚固失效问题,极大提高了生产效率。     

庞庞塔煤矿大倾角煤层巷道联合支护技术研究与应用

大倾角煤层巷道存在顶帮应力环境复杂、巷道非对称变形、底鼓严重等现象。以庞庞塔煤矿5-1081巷为工程背景,提出了主被动联合控制原则,具体包括:高强及时主动支护原则、主被动联合提高强度原则、局部加强协同支护原则,设计了机械式高强恒阻支柱,开发了大倾角煤层巷道主被动联合支护技术。该技术以“高强锚杆（索）+高强恒阻支柱”为核心,通过高强锚杆（索）形成强主动承载结构,联合高强恒阻支柱协调巷道变形,从而实现巷道围岩的稳定控制。技术应用后,监测了巷道变形、锚杆受力、支柱变形等情况,结果证明了庞庞塔煤矿大倾角煤层巷道主被动联合支护技术的优越性和可靠性,为类似条件巷道支护提供了参考,也丰富了巷道围岩控制理论。     

高强度采动下巷道围岩与支护构件破坏机理研究

针对高强度采动下巷道围岩与支护构件破坏问题,现场调查了高强度采动下巷道围岩与支护构件的破坏特征,采用理论与数值模拟方法计算了高强度采动下巷道围岩塑性区与位移,并依此分析了巷道围岩与支护构件的破坏机理。研究表明:高强度采动可以多次改变巷道围岩应力场方向与大小,巷道围岩塑性区形态亦相应不断转动近似等同的角度,进而引起巷道围岩呈现出特有的变形特性。这种围岩变形具有非线曲折性、局部强变形性、不对称性、大范围性。围岩变形的非线曲折性分高集度与低集度两种,低集度下锚杆杆体呈现分段弯曲、扭转等破坏特征,高集度下锚（杆）索破断剖面呈现为“Δ”、“Ⅰ”形态。围岩变形的局部强变形性与不对称性可导致型钢支架局部受力不均,使型钢支架呈现破裂、不对称弯曲等破坏现象。     

松软煤层大巷围岩变形机理及控制对策

针对潞安漳村矿井深埋煤巷持续大变形难题,在开展地应力、煤岩体强度及围岩结构测试的基础上,分析了软弱围岩破坏变形的机理;基于强力一次支护原则提出了高预应力强力锚喷支护方案,重点对煤帮进行短锚索补强支护。矿压监测结果表明,掘巷阶段巷道顶板最大下沉量16 mm,两帮最大收敛量153 mm,底板变形不明显,锚杆锚索受力在掘进工作面推过50 m时开始稳定,锚杆受力最大值稳定在154 kN,锚索受力最大值稳定在235 kN。研究成果可为类似采矿条件下煤巷支护提供经验指导。     

大采高工作面区段煤柱合理尺寸的数值模拟

为了解决回采工作面多巷布置复用巷道服务期内因受采动压力影响围岩变形严重的问题,以王坡煤业复用巷道为工程背景,采用现场实测和数值模拟的方法,研究了复用巷道围岩变形与破坏的特征及影响因素,分析了复用巷道围岩变形控制原理。在此基础上,提出了长、短锚索分层联合支护技术,并在3306工作面运输巷进行工业性试验。结果表明：采用长、短锚索分层联合支护技术可有效控制复用巷道围岩变形,采动影响期间巷道两帮最大移近量为140 mm,顶板最大下沉量为130 mm,与锚杆、锚索支护方式相比围岩变形量整体降低60%以上;锚索受力位于合理范围,且能趋于稳定,支护效果较好。

     

深井高应力破碎软岩巷道过断层支护技术研究

针对深部软岩破碎巷道遇断层后,巷道围岩变形量增大、易造成顶板垮落、底鼓变形破坏剧烈等问题,对高应力软岩巷道过断层支护机理进行了研究。通过采用数值模拟与现场实践相结合的方法,确定“金属网、U型钢拱支架、喷浆、注浆和锚索”的综合支护方式。应用结果表明,巷道顶底板和两帮的变形量大大减小,有效控制了深部高应力破碎软岩巷道的大变形和底鼓,保证了巷道围岩稳定。     

近断层大断面巷道变形分析与控制

为了解决近断层大断面巷道的支护难题,针对山西晋城赵庄矿近断层大断面巷道53121巷在掘进期间发生顶板剧烈下沉、两帮非对称变形和支护结构失效的现象,通过现场调研和数值模拟,分析近断层大断面巷道变形破坏的特征和原因。结果表明,断层面剪切滑移破坏、围岩松软破碎、支护结构针对性差是造成大断面巷道变形破坏的原因。利用非对称支护原理,提出该巷道围岩的控制技术,即顶板采用全锚索支护方式控制大断面巷道顶板下沉,两帮采用锚杆+锚索非对称支护技术控制大断面巷道两帮非对称变形,促使支护结构均匀承载,从而控制巷道围岩变形。工程实践表明,采用新支护方案后,围岩变形得到有效控制,巷道稳定性大幅提高。     

巷道围岩松动圈测定及支护参数优化

为了对巷道进行有效支护,确保巷道的稳定性,基于研究巷道实际工程概况,采用电磁雷达法对巷道围岩松动圈进行测试,根据不同测线的雷达探测曲线,得到了研究巷道围岩松动圈级别;优化了巷道支护参数,主要包括顶板锚索、帮锚索、顶帮锚杆、一次喷浆、二次喷浆、道底板圆弧形卸压槽的开挖及底板注浆锚索加固等,并进行了巷道表面位移观测。研究得出,优化后的巷道支护能够有效控制巷道围岩变形。     

复杂松软岩层大断面马头门巷道破坏机理及组合支护技术研究

针对辛置矿马头门巷道断面较大,围岩应力分布复杂,易发生变形破坏的特点,根据现场实际情况,通过理论研究和数值模拟等方法分析了马头门发生破坏失稳的主要原因和锚杆索临时支护作用机理,提出采用主、被动组合支护方式对巷道全断面围岩进行加固和支护,使巷道顶板、两帮和底板加固的围岩形成整体加固拱,提高马头门围岩的承载能力。     

余吾煤业轨道大巷破碎围岩控制技术

分析了破碎围岩弱面、水蚀、构造应力、大断面等因素对余吾煤业+400 m水平轨道大巷围岩变形破坏的影响,论述了轨道大巷两帮破坏诱发顶板变形的围岩破坏特征,进一步阐述了采用注浆加固减小帮顶围岩塑性区,锚杆支护提高了围岩的自承能力的锚注联合控制技术。矿压观测结果表明,注浆加固围岩弱面后,锚杆锚索初期快速承载,围岩最大表面位移约23 mm,控制效果显著。