软岩大断面硐室动态施工与耦合支护技术研究

基于软岩大断面硐室的地质条件和破坏特征, 采用FLAC^3D软件分析了硐室围岩力学形态变化特征与破坏机理, 结合软岩大断面硐室稳定性控制理论, 提出了由初次高性能锚网喷支护、二次注浆及底板锚注支护形成的耦合支护方案, 并给出了详细的技术参数。通过耦合支护技术, 实现了硐室围岩的共同承载, 提高了支护结构的整体性和承载能力。工程试验结果表明: 该耦合支护技术有效地控制了硐室变形, 满足了软岩地层条件下大断面硐室的支护要求, 取得了较好的技术与经济效果。     

深井大断面“三软”硐室全断面二次锚注加固试验研究

为了更好地解决深井大断面"三软"巷道或硐室围岩难支护问题,基于赵庄煤矿盘区泵房的地质条件和变形破坏特点,提出了由初次高性能锚网喷支护和二次锚注支护组成的动态迭加耦合支护技术方案,并给出了详细的技术参数。研究结果表明:通过二次锚注加固,可形成积极主动有效的全断面锚注支护结构和多层组合拱(梁)结构,实现与巷道围岩的共同承载,提高了支护结构的整体性和承载能力,并使支护体内锚杆、锚索均转化为全长锚固,能够保证硐室围岩和支护结构较长时间内的稳定。工程应用实践表明,全断面二次锚注加固技术有效地控制了硐室变形,支护效果良好,具有良好的技术推广价值。同时,也为其他"三软"巷道或硐室的支护设计与施工,提供了理论依据和实践参考。     

深部大断面软岩硐室支护技术优化及应用

为解决深部大断面软岩硐室急剧变形失稳问题,以朱集西煤矿西翼11煤运输大巷机头硐室为研究对象,采用理论分析与数值模拟的方法,对4种不同支护方案及不同支护结构(锚杆支护、锚杆+喷层支护、锚杆+锚索支护、锚杆+锚索+喷层支护)的围岩塑性区破坏深度与位移进行分析,得出方案三锚网喷初次支护+预应力锚索二次支护为最优方案。工程实践表明,采用耦合支护方案三后,支护结构的整体性承载能力和围岩的自承能力提高,机头硐室两帮移近量为25.98 mm,顶底板移近量为43.45 mm,有效控制了深部复合围岩的大变形失稳问题,保证了巷道围岩的长期稳定。     

深部软岩机电硐室支护设计与施工

本文分析了深部大型机电硐室的工程地质条件及其工程岩石力学特性，探讨了深部软岩机电硐室的合理支护形式和施工技术，提出了合理的支护结构设计和施工技术过程控制，深部软岩机电硐室的二次锚、网、喷支护并采用锚索加固技术，有效控制了围岩的变形， 收到了良好的效果。     

大断面软岩硐室联合支护

本文介绍古汉山矿 -45 0 m水平高应力、节理化、复合性软岩、大断面硐室采用了“锚网 +锚索 +锚注”联合支护的成功实践经验 ,为类似条件下软岩巷道支护提供了经验。     

大断面软岩硐室联合支护

本文介绍古汉山矿－450m水平高应力，节理化，复合性软岩，大断面硐室采用“锚网＋锚索＋锚注”联合支护的成功实践经验，为类似条件下软岩巷道支护提供了经验。     

锚网喷注联合支护技术在硐室修复加固中的应用

随着国家对矿产资源的开采逐渐向深地延伸,如何控制硐室大变形,确保支护结构的有效性成为深部软岩硐室支护的首要问题。本文以广西某复杂地质条件地下锰矿大断面硐室为工程背景,基于现场监测硐室大变形破坏及支护失效,运用FLAC3D精细化模拟了硐室围岩破坏变形的演化规律,讨论了地层侧压力、岩体软化系数、不同支护形式3个因素对硐室围岩变形、塑性区范围等的影响规律,基于此,论证了锚网喷支护对深部硐室支护具有明显的局限性,而锚网喷+锚注联合迭加支护技术是一种行之有效的围岩控制方式。监测结果表明：采用锚网喷+锚注联合迭加支护技术能够有效地控制深部硐室大变形,能保持硐室的长期稳定与安全。     

千米埋深箕斗装载硐室加固技术研究

该文详细介绍了安居煤矿主井箕斗装载硐室支护设计与施工,实践表明大埋深软岩硐室采用锚网索初次支护和钢筋砼二次支护是成功的。采用预应力锚索增大围岩自支撑拱强度和范围,提高了硐室的整体稳定性,同时利用短锚杆和钢筋网喷射砼,稳定残余应力圈,防止围岩结构的破坏。施工后,硐室没有发生变形破坏,经检验支护效果良好。     

大断面深部软岩硐室支护技术研究与应用

随着矿井采深不断加大,巷道逐渐向深部延伸,地应力越来越大,深部软岩大断面硐室变形破坏问题将日益严重,传统的硐室巷道支护手段已不适用.在鹤壁中泰矿业三水平泵房及变电所大断面硐室施工采用锚网喷、锚索和网壳联合支护,有效地控制了硐室的变形量,取得了良好的支护效果.这种联合支护技术能够大大提高巷道支护强度,为类似条件硐室支护设计、施工工艺改进提供了先进经验,值得进一步推广应用.     

深井软岩大断面硐室的设计与应用

该文介绍了协庄煤矿在-850皮带井机头硐室施工中,采用高马蹄形断面和锚网喷二次支护技术及锚索补强措施,同步进行矿压观测表明,支护效果良好,为解决深部软岩内布置大断面硐室围岩变形大,稳定性差,巷道难以维护的问题提供了一条新路。     

深部软弱破碎复合顶板煤巷稳定控制技术

针对深部软弱破碎复合顶板矩形断面煤巷易冒顶、大变形、难支护等特点,基于锚杆和锚索支护理论,提出了兼具组合梁和组合拱承载效应的梁-拱锚固承载结构,分析了梁-拱锚固结构的几何特征,揭示了不同锚固参数条件下梁-拱锚固结构的形成过程及演化规律,反映了不同支护形式下煤巷顶板的锚固结构效应。采用FLAC~(3D)模拟研究了4种支护技术方案条件下深部软弱破碎复合顶板煤巷围岩位移与塑性区损伤扩展演化规律,揭示了不同支护技术方案对矩形断面煤巷围岩的控制效果,验证了采用基于梁-拱锚固结构的深部软弱破碎复合顶板矩形断面煤巷支护技术方案的合理性,并进行了井下工业性试验。监测结果表明,采用"梁-拱锚固结构"支护技术方案有效地控制了深部软弱破碎复合顶板煤巷离层与大变形,维持了深部软弱破碎复合顶板煤巷围岩与支护结构的稳定及安全。     

纤维混凝土在软岩巷道支护中的应用研究

分析了锚喷支护在软岩巷道应用中的失效原因,在此基础上,对纤维混凝土柔性喷层的应用进行了细致的研究。研究结果表明,柔性喷层能够增加喷层极限变形量,提高喷层残余强度,有效防止锚喷支护失效。     

软岩地层回采巷道合理支护技术探讨

为进一步发展软岩回采巷道合理支护技术,基于华润煤业五间房煤矿软岩地层地质特点和目前建设状况,通过对现场钻取或掏撬各煤层顶、底板岩层岩石试样物理力学参数测试、回采巷道围岩松动状态的地质雷达探测及分析、回采巷道断面形状与支护结构形式的选择,煤层7.0m厚以上条件下回采巷道支护参数设计,复合支护结构与参数设计的数值模拟优化分析,得出了回采巷道合理支护结构形式,对进一步研究内蒙古锡林浩特煤田软岩回采巷道合理支护技术具有一定的参考意义。     

下霍矿松软岩层硐室支护技术

煤矿松软岩层巷道具有锚固效果差,变形严重等特点,严重影响整体结构的稳定性。以松软岩层为研究对象,以下霍矿松软岩层硐室为试验点,对其采用喷锚注支护设计,通过现场矿压监测,检验了锚注支护的效果,达到了预期效果。     

地下厂房硐室开挖及大体积混凝土浇筑仿真分析

以某水电站为工程背景,采用Autocad与FLAC^3D-Extruder地质建模软件建立三维数值分析模型,之后借助专业分析软件FLAC^3D对地下厂房硐室开挖及大体积混凝土浇筑全过程进行三维数值模拟计算,主要研究地下厂房硐室开挖及混凝土浇筑全过程中硐室围岩的应力、应变、塑性区变化特征以及锚杆、喷层支护结构的受力特征。研究结果表明：采用分期开挖方式,在施工过程中不会出现异常情况,采用锚喷支护后,硐周的围岩稳定特性较好,锚杆和喷层受力状态较为合理,说明所采用的施工开挖方式和选择的锚喷支护参数是可行的。该研究成果具有一定的指导意义,可为工程管理、开挖支护及监测设计提供参考依据。     

多类型复合顶板锚杆预应力场分布特征及支护优化

针对煤矿巷道顶板岩层结构的多样性与复杂性,通过大范围顶板原位强度测试和围岩结构窥视,对巷道顶板结构类型进行划分,对比分析了不同顶板类型和锚固参数下锚杆预应力场的分布特征,对复合顶板巷道锚固参数进行了优化,结果显示:晋能集团阳泉矿区主采煤层巷道顶板类型可分为软弱型、软硬相间型、下硬上软型和硬软相间型;无论是单一岩层还是复合岩层,锚杆预应力整体上呈“两拉一压”的分布特征;在复合岩层中,层理面是阻碍锚杆支护应力传递的主要因素,层理面越多,形成的有效压应力范围越小;通过施加高预紧力和使用大护表构件,可以有效扩大锚杆压应力区范围;通过调整锚固长度或锚杆长度,使层理面位于压应力较高的区域,可以有效避免巷道顶板垂向离层和水平错动。以软弱型顶板巷道为例,开展复合顶板巷道围岩锚固支护优化现场实践,验证了理论研究的可行性。     

阳城矿深部复合型软岩大巷破坏机制与支护设计

针对阳城煤矿南翼软岩大巷严重底鼓和断面收缩等非线性流变大变形控制难题,综合采用力学试验、现场测试和理论分析等方法,分析了南翼大巷围岩的地质力学特性和破坏特征;通过建立受二向均布载荷作用下的巷道力学模型,研究揭示了阳城煤矿南翼软岩大巷变形破坏力学机制。结果表明:地应力环境对大巷产生了极为不利的影响;大巷围岩属HJS复合型软岩,节理裂隙发育、松动破坏严重,使得可承载的完整岩层厚度较小是大巷破坏严重的关键因素。基于大巷复杂的破坏机制,提出了以锚注为主体的锚网索喷注联合支护方式,并设计使用了新型的注浆锚索,注浆管+注浆锚索深、浅耦合注浆,取得了良好的现场应用效果,实现了软岩大巷变形的有效控制,为类似巷道工程提供了参考。     

煤层底板灰岩层注浆定向水平井用PDC钻头个性化设计

针对煤层底板灰岩层定向水平注浆井钻进工艺特点及灰岩层地层特性,通过分析现场地质特征及构造、钻孔设计以及井身结构等特点,对拟钻地层特性、钻进工艺以及常规钻头磨损情况进行研究,对钻头剖面形状、切削齿排布、切削齿安装角度以及金刚石复合片优选进行优化设计。新设计钻头采用抛物线剖面,极限密度布齿并针对关键部位增加后备齿加强的方案,降低钻头关键部位磨损,提高钻头攻击性,以通过数值模拟分析异形切削齿破岩效率,以强化鼻部切削齿,提高钻头抗冲击韧性,防止钻头冲击破坏。采用优化设计的钻头进行现场试验,使用寿命较常规PDC钻头提高58.18%|复合钻进平均速度较常规PDC钻头提高50%|定向钻进平均速度较常规PDC钻头提高56.52%,实现了灰岩层底板注浆施工优快钻井需求,为硬岩裂隙地层定向井钻进施工提供了钻头设计方案,为同类地层注浆井的施工提供了技术支撑。     

锚注支护技术在修复巷道中的应用

新庄孜煤矿在总结各类支护型式优缺点的基础上 ,大力推广应用锚注支护技术 ,先后在修复高应力软岩冒落架棚巷道、修复砌碹巷道、修复大断面峒室等施工中灵活使用锚注支护技术 ,均取得良好的支护效果和显著的技术经济效益