深井软岩巷道二次锚网索支护技术

为解决超化煤矿深部软岩巷道支护难度大的问题,采用数值模拟、理论分析和现场观测相结合的方法分析了巷道原支护失稳的主要原因,被动支护不能适应深部高应力软岩巷道围岩的变形。在此基础上提出了控制深部软岩巷道围岩变形的高强稳定型二次锚网索支护技术,其中第一次高强预应力锚网支护及时加固巷道围岩,并与围岩共同形成有效承载结构,第二次锚索补强支护提高支护承载结构的稳定性和承载能力。结果表明:采用二次锚网索支护技术巷道顶底板最大移近量为73mm,两帮最大移近量仅为51 mm,顶底板平均移近速率约1.62 mm/d,两帮平均移近速率约1.13mm/d,有效控制了深井软岩巷道变形。     

深部高应力半煤岩巷失稳机理及支护技术

针对某矿1402E运输巷,采用现场调研、数值模拟、工程实践对深部高应力半煤岩巷失稳机理及支护技术进行研究。结果表明:深部高应力半煤岩巷失稳的主要原因是埋深引起的地应力高和巷道围岩的各向异性造成变形量大;1402E运输巷采用锚带网索支护,锚杆长度2 200mm,直径22 mm,锚固长度1 000 mm,预紧力为130 k N时,支护效果最好;工程实践中,巷道顶底板移近量平均为661.5 mm,两帮移近量平均为553.5 mm。     

耦合让压支护技术在动压影响巷道中的应用

为控制受动压影响的掘进巷道围岩变形及锚杆破断情况,分析巷道的破坏形式为典型的留煤柱沿空掘巷巷道破坏现象。经计算,选取耦合让压应力显示锚杆,规格为20 mm×2 500mm;顶锚杆排间距1 000 mm×920 mm;帮锚杆排间距1 000 mm×1 000 mm,采用新支护技术后,顶板与两帮最大移近量分别为50、90 mm,巷道围岩变形得到有效控制。     

新型增强全螺纹树脂锚杆支护特性分析

降低巷道支护成本已成为煤炭行业急需解决的关键问题之一。结合现场对新型树脂锚杆的抗拉强度、抗剪强度及扭矩等力学特性进行了测试,分析了树脂锚杆的破坏特征,对比研究了螺纹钢锚杆和树脂锚杆的巷道支护效果。结果表明:树脂锚杆可以用于井下生产;在应力正常区和应力较小区域,树脂锚杆及配件能够较好地起到支护效果,而对于煤壁破碎、应力较大区域则支护效果较差;树脂锚杆支护巷道两帮平均移近速度约为1.2 mm/d,顶底板平均移近速度约为1.5 mm/d,达到了设计的预期目标,对同类巷道施工具有重要的借鉴意义。     

小峪煤矿8104工作面进风巷支护设计探索

为得到8104工作面进风巷支护设计参数,采用数值模拟方法对比了3种支护方案条件下巷道围岩塑性区分布、应力分布及位移情况.数值模拟结果表明:巷道围岩应力受锚杆/索长度影响较大,增大锚杆/索长度可以有效控制巷道围岩应力集中程度,而锚杆/索预紧力对巷道围岩应力集中程度影响较小,但锚杆/索长度及预紧力在控制巷道围岩变形方面均能够起到明显作用.现场对工作面开采期间巷道围岩变形量进行监测,结果表明,巷道顶板最大移近量为93.6 mm,两帮最大移近量为70.8 mm,这说明现有支护能够较好维持巷道围岩的稳定性.     

深井软岩巷道均衡让压控制技术

针对海石湾煤矿深井软岩巷道支护困难的问题,依据围岩强度强化理论及能量平衡理论对其进行力学分析,采用数值模拟和工业性试验的方法,提出高强预应力均衡让压围岩控制思路.通过在锚杆托盘与螺母之间加装一个恒阻让压管,巷道不同部位的让压管随巷道围岩应力变化产生相应的变形,使巷道围岩处于均衡受力状态.工业性试验表明:锚杆的均衡让压作用可使巷道围岩充分释放初期弹性变形能,并提高支护系统的可靠性,试验巷道25～35 d即进入稳定状态,顶板最大位移量为130 mm,两帮最大移近量为110 mm,断面收缩率降低了50％,解决了海石湾煤矿深井软岩巷道支护难题.     

耦合让压支护技术在动压影响巷道中的应用研究

为控制受动压影响的掘进巷道围岩变形、及锚杆破断现象,分析巷道的破坏形式为典型的留煤柱沿空掘巷巷道破坏显现。经理论计算,选取耦合让压应力显示锚杆,顶锚杆排间距1 000 mm×920 mm;帮锚杆排间距1 000 mm×1 000 mm,采用新支护系统后,顶板与两帮最大移近量分别为50 mm、90 mm,巷道围岩变形得到有效控制。     

超千米深井高地应力软岩巷道底鼓机理及支护技术研究

针对磁西超千米深井高地应力软岩巷道底鼓量大、难支护的问题,采用理论分析、数值模拟以及现场观测的方法分析了巷道围岩力学特征及形成底鼓的主要影响原因,提出了巷道围岩全断面U型钢支护和底板深浅部围岩锚杆(索)联合支护技术。现场实施效果表明总回风巷整体断面顶底板移近平均值为144 mm,移近平均速度为3.5 mm/d,两帮的移近平均值为124 mm,移近平均速度为3.1 mm/d,高地应力软岩巷道底鼓得到了有效控制。     

让压支护技术在动压影响巷道中的应用研究

由掘进巷道围岩变形、及锚杆断裂现象,分析巷道的破坏形式为典型的留煤柱沿空掘巷巷道破坏显现。经理论计算,选取耦合让压应力显示锚杆,规格为Φ20mm,L 2500mm;顶锚杆排间距1000mm×920mm;帮锚杆排间距1000mm×1000mm,采用新支护系统后,顶板与两帮最大移近量分别为50mm、90mm,巷道围岩变形得到有效控制。     

深井软岩巷道围岩控制技术及应用

基于深部煤岩体的力学特性和围岩失稳机理的分析,采用高强度让压锚杆对深部软岩巷道进行支护,根据围岩强度强化理论及弹性能量释放方法计算得到了围岩让压限度,通过锚杆恒阻让压环实现高强度恒阻让压,让压环能够通过自身相应程度的变形调整巷道不同部位的高应力至平衡状态,减小不平衡应力对巷道围岩的破坏,通过释放围岩初期弹性能,提高支护系统的可靠性,应用于工程实践,有效控制了巷道断面收缩率,将围岩流变控制在稳定状态,避免了加速流变对巷道的长期破坏作用,取得了较好的技术效果。     

弱胶结软岩巷道锚网索耦合支护技术研究

为解决弱胶结软岩巷道支护困难的问题,以伊犁一矿弱胶结软岩巷道为研究对象,结合煤岩物理力学性质及原岩应力测试结果,在分析巷道围岩变形破坏原因的基础上,通过优化支护参数提出了锚网索耦合支护方案。在利用数值模拟验证新支护方案可靠性的基础上,通过现场观测分析总结了采用新支护方案后巷道围岩变形有巷道开挖影响、变形限制、稳定变形3个阶段。结果表明:顶底板移近量平均为50 mm,两帮移近量平均为23 mm,变形稳定时间缩短为15 d;锚网索耦合支护能有效控制巷道围岩变形,改善围岩应力状态,充分利用深部围岩的自承载力。     

高强度锚杆支护技术及在大断面煤巷中的应用

在分析目前大断面煤巷锚杆支护存在问题的基础上,论述了对锚杆支护机理的新认识,开发了适合于大断面煤巷支护的高强度锚杆,并采用FLAC3D有限差分程序对不同锚杆支护参数巷道围岩应力场分布特征与规律进行了模拟分析。结果表明：预紧力是锚杆支护系统的决定性参数,增加锚杆预紧力能有效增大巷道围岩压应力场应力值及扩散范围;锚杆长度的选择应充分考虑锚杆预应力、巷道围岩破碎程度与可锚性;对于相同锚杆材料,直径越大强度越高,预应力扩散范围越大;锚杆垂直于岩面布置时,巷道围岩形成的压应力区分布更加均匀,锚杆预应力叠加效果更好。井下试验表明,高强度锚杆支护技术为大断面煤巷提供了有效的支护手段,巷道掘进期间两帮移近量25.0 mm,顶底板移近量16.6 mm,能有效控制围岩的强烈变形。     

高应力复合顶板煤巷协调控制支护技术研究

针对王庄煤矿深部采区特有的复合顶板岩层,煤层强度低、工作面扰动强烈的复杂地质条件,提出了控制巷道围岩应力和变形的锚杆(索)协调控制支护技术。通过数值模拟和现场试验相结合,确定了合理的优化支护方案。现场应用表明,采用优化支护方案以后,巷道顶底板移近总量约为70.2 mm,两帮移近总量约为92 mm。变形量在要求范围内,证实了协调控制支护技术在高应力煤巷快速掘进中的有效性。     

新型高强让压螺纹钢注浆锚杆研究

深部高应力软岩巷道围岩具有大变形、大地压、长时间持续流变等特性,采用传统的锚杆支护材料很难有效地控制这类巷道围岩变形。因此,设计了一种新型高强让压螺纹钢注浆锚杆,实现了围岩卸压与注浆锚固双重功能,提高了围岩的锚固效果,有效地保持了巷道的稳定。     

锚杆（索）让压装置作用原理及力学特性实验研究

深部软岩巷道中大面积锚杆、锚索破断现象是巷道支护面临的一个难题。在不需要改进支护材料规格和材质的基础上研制了锚杆、锚索让压装置。分析了让压装置的作用原理，让压装置预留压缩量补偿围岩变形，避免了锚杆、锚索破断，同时实现高阻让压，阻止围岩变形。让压装置力学特性实验研究基于MTS815.02型岩石伺服渗透试验系统，实验采用给定变形的方式，按照位移控制模式以0.05 mm/s的速度加载，测试了3组让压装置的力学特性，实验结果表明，3组让压装置可分别配套于普通锚杆、φ17.8 mm锚索、φ18.9 mm锚索的使用。     

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。     

高应力软岩下山巷道围岩控制技术研究

针对泉店煤矿22采区轨道下山地质条件的复杂性及其稳定性控制的重要性,采用理论分析和现场监测等方法,分析了轨道下山围岩变形破坏特征,揭示了轨道下山围岩变形破坏机理,从改变围岩结构、实现有限让压、减少支护成本的角度,提出了高应力软岩巷道分级让压支护技术和控制对策,确定了轨道下山控制方案。研究结果表明,采用分级让压支护技术有效控制了高应力软岩巷道围岩有害变形。轨道下山顶底板最大移近量388 mm,两帮最大移近量285 mm,确保了轨道下山围岩安全稳定。     

构造复杂区巷道让均压锚网索非均称支护技术试验

针对宝积山煤矿707工作面构造复杂区巷道非对称变形破坏与支护结构失效严重的现象,对其破坏机理进行理论分析与数值模拟。结果表明:非对称应力场、关键部位的拉剪混合破坏、应力集中是巷道变形破坏的主要原因,并提出让均压锚网索非均称支护技术。现场实践表明,采用高强高预应力锚杆、非均称支护、让均压支护方案后,巷道变形量与非对称性得到有效控制,120 d内巷道顶底板移近量138 mm,两帮移近量98 mm,巷道围岩稳定性大幅提高。     

深井软岩巷道双套棚灌浆支护技术研究与应用

为解决深井软岩巷道变形大、支护难的问题,以盘江矿区某矿121213工作面运输上山为工程背景,进行深井软岩巷道变形破坏特征及变形破坏原因的研究,得出结论:高地应力、围岩遇水易膨胀变形及围岩承载能力难以发挥是造成巷道变形失稳的主要原因。针对性地提出了双套棚灌浆支护技术,设计一种"锚杆锚索+灌浆+双U型套棚"的复合支护方案,即在锚杆、锚索支护的基础上,在围岩外部两架U型棚之间进行高压注浆,强化围岩承载结构。现场监测结果表明:采用双套棚灌浆支护后,巷道顶板、两帮及底板平均变形速率分别为0.55,0.43mm/d和0.36mm/d,最大变形量分别为145,115,87mm,巷道变形量在可控范围内,有效地控制了深部软岩巷道收敛变形。     

深井软岩巷道钢管混凝土支架支护技术研究

通过对某矿141211运输巷进行现场调查和变形监测,采用室内试验、理论研究、数值模拟、理论计算等研究方法,分析巷道变形破坏特征,揭示了巷道变形破坏机制,确定工程地质条件差、围岩强度低,自稳能力差、支护设计不合理,施工不严、高地应力且受水理作用是巷道变形破坏的主要原因。基于高阻让压耦合支护、关键部位加强支护、围岩强化阻水支护的围岩控制原理,提出了顶帮锚杆网索、帮角高强锚杆、灌浆400mm+钢管混凝土支架的联合支护方案并进行工业试验。试验结果表明:巷道修复后,90d顶板最大变形量108mm,两帮移近量72mm,50d后围岩变形区域稳定,总变形量在可控范围内,支护效果良好。