软岩巷道监测信息反馈与支护研究

软岩巷道工程支护问题一直是困扰我国煤炭生产的一个重要问题。因软岩巷道支护设计不合理产生的巷道破坏、返修乃至停产造成巨大的资源浪费,软岩巷道支护常出现顶板离层、片帮、底鼓等破坏形式。锚杆支护巷道围岩活动初期一般具有隐蔽性,不易观察,破坏具有突发性。因此,进行软岩巷道支护监测,掌握巷道围岩活动的规律,既可对现有支护作出稳定性评价,也对提出合理有效的支护形式具有重要意义。     

高应力大断面软岩巷道破坏机理物理模拟研究

以陕西铜川矿业公司徐家沟煤矿的东5#煤进风斜巷软岩巷道为研究对象,采用相似材料模拟方法来研究具有软岩特征的巷道破坏特征及破坏机理,通过对巷道破坏的外观形态特征进行观测分析,总结出巷道变形过程及破坏形式;通过对巷道围岩位移的监测,总结分析巷道围岩在加载条件下围岩变形过程;通过对锚杆锚索锚固力的监测分析,总结锚杆锚索工作状态。最后,分析总结了该矿高应力大断面软岩巷道变形、破坏过程及特征。     

极软岩巷道与硐室成套修复加固技术研究

针对已变形破坏巷道支护和施工困难的特殊性,基于马钢集团和睦山矿区水文地质情况和-300 m井底车场巷道围岩状况,对该矿区极软岩巷道进行变形分析并分类,提出整套针对极软岩变形破坏巷道修复加固支护设计和施工技术。支护结构的现场变形实测结果表明,该支护设计和施工技术可有效控制极软岩变形破坏巷道的围岩变形,支护效果良好,具有良好的技术推广价值。     

软岩巷道破坏后二次稳定技术研究

矿井软岩巷道破坏严重、支护困难现象普遍存在,新掘巷道稳定性维护和破坏后没有有效的加固修复技术。平煤集团四矿围岩较软,巷道支护难度非常大,因破坏机理不明,采用29U型钢全封闭支架喷浆支护,高强锚杆、锚索加喷网复合支护,以及大弧板和网壳支护等多种高强支护方式,控制巷道变形破坏收效甚微。通过分析软岩巷道破坏特点及失稳机理,采用有效的软岩巷道围岩控制技术,解决了高应力软岩巷道支护难题。     

深部高应力穿层巷道变形机制及支护技术研究

针对深部高应力穿层巷道围岩变形控制难题,采用理论分析和数值计算等方法,研究穿层巷道围岩变形破坏机制及支护技术。研究结果表明:1)穿层巷道变形破坏具有不均匀性、非对称性和支护体与围岩的不耦合性,巷道以剪切变形破坏为主,拉伸破坏较少,且拉伸破坏主要集中在巷道浅部围岩。2)穿层巷道处于单一软岩时,巷道变形破坏严重,稳定性差,穿层巷道塑性破坏区主要分布在软岩中,塑性破坏区域沿着交界面增加。3)建立穿层巷道稳定性分析模型,确定不同工况下穿层巷道稳定性等级,提出穿层巷道分区联合支护方案,有效控制巷道变形破坏,提高了穿层巷道的整体稳定性。     

高应力软岩返修巷道支护技术与监测结果分析

针对魏家地煤矿1070巷道返修工程,分析了巷道围岩破坏机理,制定了巷道返修支护方案,给出了巷道变形和应力现场监测方案,得出了煤矿高应力软岩巷道的破坏规律。研究结果表明,高应力软岩巷道工程围岩自身特征决定了巷道具有变形大的特点,巷道所在的深度不仅对围岩变形或稳定状态有明显的影响,而且影响程度很大。     

深部开采软岩巷道耦合支护数值模拟研究

煤矿软岩巷道工程支护,尤其是深部高应力软岩巷道支护,一直是矿业工程难点问题之一。为了解决深部煤矿软岩巷道易变形,支护难度大等问题,通过对深部煤矿开采软岩巷道的变形破坏机理的研究结合现场施工情况,借助数值模拟软件FLAC~(3D)模拟巷道无支护以及锚杆锚索锚网砌碹联合支护巷道变形破坏情况,得出在锚杆锚索锚网砌碹联合支护的作用下巷道顶底板以及两帮的变形量明显变小,可以很好地控制软岩巷道的变形。结果表明:锚杆锚索锚网砌碹联合支护对于解决煤矿软岩巷道支护具有良好的效果。     

“三软”煤层巷道底板破坏深度计算与底鼓控制

针对郑州矿区典型的"三软"煤层巷道围岩松散破碎的特点,利用朗肯土压力理论建立巷道底板破坏的受力模型,分析了底板破坏的力学特征,给出了巷道底板破坏的深度公式,阐明了巷道底板的破坏机理,根据巷道底板的综合受力分析提出了底板变形的底鼓公式,结合郑州矿区告成煤矿21051工作面回采巷道实际情况进行了验算,并得到了较好的验证,这为郑州矿区乃至其它具有"三软"煤层特点的矿区巷道稳定支护提供的理论依据。     

浅谈软岩巷道的破坏原因及对策

分析了软岩巷道破坏的主要原因,提出了软岩巷道支护的对策,即软岩巷道必须采取综合支护措施。     

软岩巷道变形破坏原因分析与对策

通过对大量软岩巷道支护方式的实践,介绍了鹤壁四矿软岩巷道的变形破坏特征、破坏机理,提出了软岩巷道支护对策。     

软岩巷道锚注支护智能设计专家系统及应用

软岩巷道锚注支护设计是一个涉及水文地质、工程地质、开采条件、岩石力学等诸多因素的复杂非线性难题。针对这一难题,将人工智能领域中专家系统技术与煤矿软岩巷道锚注支护领域专家理论研究成果、实践经验相结合,提出了软岩巷道锚注支护设计专家系统结构模型。基于软岩巷道锚注支护工程知识的特点,建立了软岩巷道围岩地质力学性质知识库、软岩巷道锚注支护设计工程案例知识库以及软岩巷道锚注支护设计专家知识库;同时,运用计算模式推理、BP神经网络推理以及产生式规则推理等3种推理策略,构建了锚注支护专家系统的核心推理机,实现了对软岩巷道锚注支护方案与参数的优化设计。将该专家系统应用于淮北矿区某矿井软岩巷道锚注支护设计中,显著地提高了软岩巷道锚注支护结构和参数选择的科学性与合理性,有效地维护了该软岩巷道围岩的稳定。     

软岩巷道支护安全技术探讨

通过对大量软岩巷道支护实践的探讨 ,介绍了软岩巷道的支护特点和我国软岩支护的发展和现状 ,提出了软岩巷道的安全支护对策以及有待解决的问题     

深井复杂软岩联合支护技术实践

潘一矿东区井底车场岩性以软岩为主,且受F32大断层影响,巷道变形失稳现象严重。通过对已施工的软岩巷道变形特征进行分析,提出了预留变形量的锚网索喷+套36U型钢棚+喷注浆的联合支护设计。实践表明,该支护设计能有效控制软岩巷道变形,为解决复杂条件软岩巷道支护问题提供了参考。     

基于贝叶斯网络的软岩巷道大变形影响因素分析

随着煤炭资源开采的深度和强度的大幅度增加,软岩条件巷道的维护出现了一系列新的控制难题,岩石性质、地应力类型、采场采动、含水层、巷道形状尺寸以及支护方案参数的选择等诸多因素耦合作用影响着软岩的位移量及巷道围岩应力场分布规律。为了实现对巷道围岩状态的实时定量化控制,将巷道监测数据通过全断面扫描仪等传感设备实时传入集控中心,利用贝叶斯神经网络方法进行软岩大变形相关影响因素参数分析,将巷道分段确定导致大变形的最高权重因素,并针对巷道断面形状、支护参数、支护方案以及回采工艺参数四个方面给出及时调整的最优方案。形成监测传感器-设备列车-集控中心-贝叶斯神经网络分析-方案定制-加强支护控制围岩的闭环机电智能化系统。可为类似条件下软岩巷道大变形机理与控制技术研究提供参考。     

基于“强-弱-强”理论的深井巷道支护机理研究

研究了"强-弱-强"理论在深井巷道支护中的作用机理,其核心的"强-弱-强"力学模型实现了用一种支护结构对深井巷道防治冲击矿压与软岩支护2个问题进行统一解决的目标。对于深井软岩巷道支护,"强-弱-强"结构主要起到应力转移的作用,实现巷道围岩浅表应力向深部转移的目的;对于防治冲击矿压,"强-弱-强"结构主要起到消波吸能的作用,可有效降低冲击应力波的强度。     

煤矿软岩巷道工程支护的研究现状与展望

煤矿软岩巷道工程支护,尤其是深部高应力软岩巷道支护,一直是矿业工程难点问题之一。随着矿井开采规模的增大和开采深度的不断加大,软岩巷道的支护与维护问题显得越来越突出,软岩问题愈趋严重,直接影响煤矿安全高效生产。软岩巷道支护问题的研究得到了国内外有关学者的高度关注,经过国内外专家大量的理论研究、现场试验与测试、实验室实验等手段,在软岩巷道工程支护理论和支护技术方面取得了大量的研究成果。在分析和总结煤矿软岩巷道支护常用支护技术的基础上,提出高强度锚杆、锚注支护及联合支护将成为软岩巷道支护新的发展形式。     

大埋深软岩高地应力岩巷支护技术研究

针对车集煤矿28采区三条下山巷道变形失修严重的现状,采用巷道失修共性特点查找、统计及原因分析的方法,进行了大埋深软岩高地应力岩巷支护技术的研究。为实现支护效果,采用了高强锚索+“四高”锚杆+柔性梯子梁+高应力巷道底板卸压+底板注浆锚索支护技术,同时在喷浆时喷浆料中掺入聚丙烯增强增韧纤维,施工过程中推广实施“先喷后锚”施工工艺。结果表明:该种巷道支护方式提高了支护强度及岩层自身的稳定性,聚丙烯增强增韧纤维有效地阻止喷层内部裂纹的产生和扩展,其韧性能适应软岩巷道大变形的特点,“先喷后锚”施工工艺的实施提高了巷道内在施工质量,对大埋深软岩高地应力岩巷支护具有较强的指导意义。     

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。     

三软煤层巷道支护方式的优化设计研究

从软岩的特性、三软巷道围岩的矿压特征分析入手,采用实验室相似模拟实验,在静压条件下对不同支护方式的支护效果以及围岩活动规律进行研究,通过ANSYS数值模拟,进行验证分析,从理论上对巷道围岩锚固体位移进行预测,说明锚梁网加锚索联合支护更能适应三软煤巷的支护,并在皖北孟庄煤矿三软煤巷中得到应用,取得了理想的支护效果,对我国分布广泛的软岩巷道支护也提供了有益的借鉴。     

“三软”煤层巷道围岩变形破坏机理分析

从沉积岩石学和工程地质力学的观点出发，以显德汪矿的软岩巷道为研究对象，进行了大量岩石物理力学性质试验，深入研究了岩石物化、水理性质，探讨了地应力对软岩巷道的控制作用，得出了软岩巷道变形破坏力学机制的新认识。