高预应力锚梁网索联合支护在五凤煤矿煤巷中的应用

针对五凤煤矿原回采巷道断面形状及支护方式方面的不合理因素,分析了巷道变形破坏的机理。在此基础上,采用高预应力锚梁网、索联合支护,合理设计锚杆(索)间排距、安装角及预应力大小,对巷道断面及支护进行重新设计,变被动支护为主动支护。改进后的设计方案有效地控制了巷道围岩的变形破坏,保证了巷道安全。     

深部倾斜巷道最优断面耦合支护对策

深部倾斜巷道围岩开挖支护后片帮、冒顶和底鼓变形现象严重。分析澄合矿区巷道变形破坏特点后,利用FLAC3D对原支护条件下巷道围岩的变形破坏机制进行数值模拟,并提出了最优断面耦合控制对策,即在优化断面形状的基础上,采用锚网索耦合支护,利用锚索、底角锚杆等对产生变形破坏的关键部位加强支护。可以有效地消除巷道围岩关键部位产生的差异性变形,使巷道围岩稳定性大大提高。     

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。     

倾斜煤层回采巷道断面形状与支护设计

随着矿井开采深度的不断增加,巷道的支护问题日趋严重。通过研究巷道断面形状对巷道四周受力的影响,对巷道断面进行了修改,顶部采用1/4圆拱形断面,降低了上帮高度,使巷道四周受力均匀,能够适应于软岩或高地应力的条件,有效地控制了巷道的变形,提高了支护效果。     

大倾角巷道围岩支护方案优化及控制

煤矿巷道变形对煤矿安全来说至关重要,尤其是对于大倾角巷道变形控制,更是研究的难点所在。本文基于FLAC3D数值模型,对巷道断面形状优化成为偏心的圆拱形,并针对圆拱形巷道选取了合适的支护方案,对此方案在相关巷道进行变形监测。根据监测结果,支护方案能够满足巷道围岩变形控制。     

特厚煤层大断面巷道支护设计及分析

在特厚煤层中掘进的巷道,巷道周围围岩均是煤岩。为了进一步研究特厚煤层中巷道周围煤体的变形和破坏特征,确定合理有效的支护形式和支护参数,保证煤矿的安全顺利生产,选取南阳坡5#煤层中的1条巷道为研究对象,巷道断面形式为圆弧拱形,宽4.3 m,弧顶高度3.4 m,为大断面巷道。在确定巷道断面形状和尺寸的基础上,对巷道进行支护设计,并结合现场监测和数值模拟方法,确定了锚-网-索支护方案。工程实践表明：该方法能够有效的控制巷道周围煤岩的变形,支护效果好,两帮和顶板的位移得到了有效的控制,巷道变形短期内即趋于平稳。且支护成本大大降低,支护采用锚杆锚索,减少了支护所用时间。该支护方法具有较高的应用价值,应积极推广应用于生产。     

含有软泥入侵的多溶洞型顶板巷道稳定控制研究

针对有软弱黄泥入侵的多溶洞型复杂顶板,受多溶洞影响,顶板受压时会出现多处无规律的应力集中,易使围岩松动破裂、滑移冒落,承载能力大幅降低。本研究以永聚煤业10#煤轨道大巷为实例,通过实验测定煤、岩样的物理力学参数;采用FLAC3D模拟不同断面形状和支护方式对巷道稳定性的影响,包括巷道围岩塑性区分布规律和围岩应力分布、变形等特征;工程应用与监测,对比不同断面形状与支护方式时巷道围岩稳定性。结果表明：拱形巷道断面及合理的支护方式可改善巷道围岩的应力状态,较好地控制了围岩塑性区破坏范围,有效降低了围岩的变形量,能够更好地维护岩溶入侵溶洞型顶板巷道的稳定性。     

大断面极软弱厚顶板巷道锚杆支护技术

昔阳乐安煤矿针对大断面软弱厚顶板巷道顶板下沉和两帮移近量较大的情况,通过进行矿压变形观测和数据采集,分析巷道变形数据,提出有针对性的措施,如改变巷道断面形状,合理优化支护和参数设计,有效地控制了巷道变形,降低了巷道修复量,提高了安全保障程度。     

特厚煤层大断面强烈动压巷道支护技术

针对斜沟煤矿23105工作面14.5 m特厚煤层皮带巷大断面强烈动压巷道支护技术难题,采用理论分析和数值计算相结合的方式,分析了巷道变形机理和应力分布特征,提出了特厚煤层大断面强烈动压巷道支护控制技术。经现场应用可得,采用高预应力强力顶、帮耦合支护技术有效控制了特厚煤层大断面强烈动压巷道变形,取得了良好的支护效果。     

大断面软岩巷道底鼓机理及控制对策研究

针对大断面软岩巷道在开挖支护后所表现出的底鼓现象,对其耦合控制对策进行了数值模拟及工程应用研究。对大断面软岩巷道底鼓变形机理研究表明,大断面软岩巷道底角是支护的关键部位;巷道是一个有机整体,单一的支护效果并不明显,必须进行全断面支护。基于上述研究,提出底鼓耦合控制对策,即在锚网索耦合支护的基础上,利用底角注浆锚杆对关键部位进行加强支护,从而达到控制巷道底鼓变形的目的。数值模拟与工程应用结果表明,采用底鼓耦合支护形式,可以有效地控制围岩底鼓变形,巷道围岩稳定性大大提高。研究结果对于大断面软岩巷道底鼓控制具有一定的指导意义。     

深部松软破碎煤层巷道锚网索支护技术研究

根据锚网索耦合支护设计步序，对南屯煤矿93上01工作面巷道支护变形破坏比较严重问题进行了分析，认为该巷道围岩为高应力节理化复合型软岩(HJ型)，并提出了具体白乜复合型变形力学机制转化对策设计，在对该巷道掘进位置及断面形状进行过程优化设计后，确定了具体的耦合支护参数。现场实际施工观测及回采期间巷道使用情况表明，锚网索耦合支护技术可以有效控制该类巷道围岩的稳定。     

深部岩巷变形破坏特征及稳定性控制

针对深部巷道大变形、分区破裂化破坏变形特征,提出了协调让压支护稳定性控制思路.确保支护体系、支护结构和支护参数与巷道围岩变形的力学特性相协调,以期达到最大限度发挥围岩自承能力和支护体系支护阻力,从而有效地控制围岩变形;加强对巷道顶、帮、底等应力集中的关键部位实行全断面加固支护,不留空余、死角和自由面,以确保全断面变形协调,避免支护体系因局部关键部位的大变形而遭到破坏;同时针对分区破裂现象,利用长短结合的锚杆、索,充分发挥锚杆、索的悬吊及改善围岩力学状态的作用,通过以上控制思路对深部巷道进行全断面协调支护和锚杆、索的长短组合支护技术,实现对深部巷道的稳定性控制.工程实践表明,采用协调支护的控制技术取得了良好的支护效果,对深部巷道围岩稳定性控制有一定的参考意义.     

倾斜煤层巷道围岩应力分析与支护设计研究

首先分析了岩层自重应力倾斜方向的分量和水平应力对巷道围岩应力分布规律的影响,然后根据围岩应力分布提出相应的支护措施,最后通过现场应用测试对锚杆受力和巷道变形进行监测,以验证选取巷道断面形状和支护方式的合理性。结果表明:选取巷道断面为梯形能够降低岩层自重应力倾斜分量对巷道围岩的剪切破坏程度;锚杆工作状态较合理,充分发挥了锚杆的支护作用;设计支护参数能够有效控制该倾斜煤层的巷道围岩变形。     

深部巷道不同支护形式的对比计算分析

为获得深部巷道的合理支护方法, 针对平煤四矿深部巷道, 采用ANSYS软件, 对被动支护、底板开放式锚杆组合拱支护、全断面预应力锚杆支护、关键部位加强支护等不同支护形式进行了对比计算分析。计算结果显示, 支护阻力大于0.2 MPa之后对巷道变形的控制作用较小, 仅通过提高被动支护阻力难以控制巷道变形; 与底板开放式锚杆支护相比较, 全断面预应力锚杆支护可显著减小巷道变形, 利于围岩承载结构的形成; 关键部位锚索支护可减小围岩应力集中程度, 同时使深部围岩承担荷载, 提高浅部围岩稳定性。综合分析得知, 对于深部巷道需采用强化支护结构强度、调动围岩承载能力、关键部位加强支护、全断面预应力锚杆支护等手段。     

软岩巷道支护优化及数值模拟研究

针对贵州某矿121运输巷的支护难题,提出了"锚杆(索)+钢筋网+灌浆+双U型钢棚"的支护方案,采用FLAC3D数值模拟软件对设计方案进行模拟分析,验证了方案的合理性,模拟不同断面形状不同支护方案的支护效果,确定巷道断面形状为半圆拱形并将设计支护方案成功应用生产现场。90 d的监测结果表明:顶板、两帮、底板最大变形量分别为109,92,66 mm,巷道在修复45 d后变形趋于稳定,支护效果良好。     

三心拱断面在高矿压下煤巷锚网掘进中的应用

针对高矿压条件下留顶煤锚网、锚索支护巷道存在巷道易变形,锚杆、锚索易破坏、巷道维护量大等问题,通过采用选择合理断面形状等措施,解决了施工中遇到的支护难题。     

软岩巷道修复支护技术研究与应用

针对211运输石门破碎软岩巷道变形量大、断面收缩周期短、支护困难的问题,通过分析巷道受力情况,找出现有支护的薄弱环节,提出采用全断面锚杆加注浆支护方案进行修复。现场观测表明,巷道顶板、底板、两帮的变形量都得到了有效控制。     

大断面极软岩巷道钢管混凝土支架复合支护技术

为解决清水营矿+786 m水平临时水仓大断面软岩巷道变形严重难以控制的支护难题,现场考察了巷道变形破坏形态,取样测试了巷道围岩物理力学参数,分析了巷道变形破坏原因。研究得出:临时水仓巷道围岩属于典型的强膨胀型极软弱岩层,其变形主要由黏土矿物的滑移与吸水膨胀引起。基于上述研究,提出了"锚网喷+立椭圆形钢管混凝土支架+钢纤维混凝土碹体+加固锚索"的封闭式复合支护方案,建立了基于钢管混凝土支架的软岩巷道承压环强化支护力学模型,计算得出承压环的极限支护阻力可达1.99 MPa。随后运用FLAC~(3D)软件对不同断面形状的复合支护效果进行了对比分析,验证了设计方案的合理性。最后,该复合支护技术在井下获得了成功应用,工程应用表明:巷道支护3年多来,围岩最终变形量小于100 mm,并且支护体力学性能良好,有效地控制了大断面软岩巷道的收敛变形。     

大断面巷道围岩变形机理及其控制技术研究

为解决大断面巷道断面大、跨度大、围岩易破坏变形、支护难度大的问题，结合乌苏四棵树煤矿8#井B51204运输顺槽地质条件及现场实际开采情况，对大断面巷道围岩变形破坏机理进行研究分析，通过FLAC3D软件对巷道应力及位移演化特征进行计算和分析，根据分析结果提出锚网索联合支护方案。工业性试验结果表明，采取优化的支护方案后，巷道顶板离层量最大为17 mm，顶、底板最大变形量为67 mm，两帮相对位移量为29 mm，实现了控制巷道围岩变形破坏的目的，为类似条件下大断面巷道支护提供了借鉴。     

多因素影响下深部回采巷道围岩变形规律与控制对策研究

针对高水平应力赋存下淮南矿区深部13-1煤回采巷道支护体失效普遍发生、部分巷道断面收缩率达58.1%等强烈矿压显现,采用现场实测、模型试验、数值模拟和理论分析等手段,研究了埋深、断面形状及尺寸、面长、采高、支护体长度对深部回采巷道围岩变形破坏的影响,提出了"开掘方位优化、强帮护顶、断面优化、分区控顶分级加强"等深部回采巷道围岩控制原则。真三轴模型试验结果表明:随着埋深、回采动压的增加,回采巷道围岩径向应变从"浅部拉、深部零应变"到"拉压交替分布"再到"非线性大应变";与小断面矩形相比,大断面巷道围岩移近量虽大0.45 m但收敛率降低了7.2%。采用数值模拟确定了13-1煤回采巷道围岩变形的影响因素顺序:埋深采高支护体长度面长;900 m埋深时,顶底、两帮移近量均近650 mm。提出了大断面预留大变形、直墙平顶拱形断面优化、加强巷帮支护、超前自移支架控制顶板、信号柱及时补强支护等控制对策。工程实践结果表明,综合技术较好地控制了深部回采巷道围岩变形,保障了巷道在服务期内的安全使用。