预应力锚网索耦合支护在深部软岩工程中的应用

以某矿为工程背景,通过数值模拟方法,分析了预应力锚网喷、锚索耦合支护机理,确定了深部复杂条件下合理的锚网喷+锚索耦合支护结构,并优化了支护参数及施工过程。现场应用表明:该方案可充分保护巷道浅部围岩,调动深部岩体强度,充分发挥围岩的自承能力,有效控制巷道变形,支护效果明显。     

复杂矽卡岩巷道锚杆支护参数优化研究

锚网喷支护是最常用和经济的矿山巷道支护方式,主要以锚杆为主体控制围岩变形与破坏,其锚杆长 度、间排距与预应力的选取是体现支护效果的关键因素。 针对某铁矿复杂破碎矽卡岩巷道,现有锚网喷支护效果不 理想,展开支护参数优化研究。 首先采用探地雷达进行巷道松动圈测试,根据围岩松动圈范围及岩体结构特征对矽 卡岩进行分类,共分为 3 类分别进行锚网喷支护参数优化;然后在前期点荷载试验及现场地压监测结果的基础上采用 黄金分割法对岩体力学参数进行反演,获得围岩强度及变形参数;最后根据松动圈支护理论确定最佳锚杆长度、合理 预紧力,利用 FLAC3D 建立巷道支护三维数值模型,结合巷道变形及塑性区面积,对锚杆间排距进行优化,分别确定 3 类矽卡岩巷道合理的锚杆支护参数。 经实践验证,优化后支护效果较稳定可靠。 研究结果可为复杂矽卡岩巷道锚杆 支护设计提供参考。     

破碎厚泥岩顶板煤巷变形力学机制及控制技术

针对某矿厚松软破碎泥岩顶板运输巷变形大、支护构件大面积失效、持续变形剧烈的工程难题,通过对巷道变形破坏特征及变形力学机制进行分析,确定了巷道围岩类型为膨胀-裂隙节理化软岩;在原支护方案的基础上,提出了长锚索+锚网喷(方案1)和长短锚索多级控顶+锚网喷(方案2)2种优化方案,并采用FLAC3D软件数值模拟了2种优化方案的支护效果;工程实践表明:在采用长短锚索多级控顶+锚网喷耦合支护方案后,顶板最大下沉量为96.87 mm,两帮移近量为111.1 mm,底鼓量为112.7 mm,分别为原支护方案的22.4%、17.63%、32.18%,改善了巷道围岩受力状态,有效控制了巷道有害变形。     

深部大断面软岩巷道变形力学机制及耦合支护设计

为解决煤矿深部大断面软岩巷道的支护难题,基于鹤煤九矿-420 m水平变电所地质条件的复杂性和工程重要性,采用现场地质调查、室内试验、理论分析、数值模拟和现场监测等方法,根据深部的概念体系和评价指标对其支护难度进行了评价,根据软岩工程力学理论确定了巷道围岩的类型和变形力学机制,提出了相应的控制对策和具体的支护设计形式、支护参数及合理的施工过程.结果表明:锚网喷+锚索+钢带+底角锚杆耦合支护形式可有效控制深部大断面软岩巷道的大变形,确保巷道的稳定和安全使用.     

大断面巷道联合支护顶板控制及效果分析

以河曲磁窑沟矿巷道顶板控制为背景,通过对冒顶高度的理论分析和数值模拟计算,结合现场情况和施工经验,确定了"预应力锚杆+钢筋网+预应力锚索"联合支护方案;运用数值模拟软件FLAC3D,对锚杆、锚索联合支护引起的附加应力场进行了分析,对锚杆、锚索各自预应力大小进行了优化设计;通过监测支护后锚索拉力和巷道顶板位移,对支护效果进行了评价分析。实践表明"预应力锚杆+钢筋网+预应力锚索"联合支护有效控制了巷道顶板离层变形,取得了良好的支护效果。     

煤岩互层顶板掘进巷道支护参数优化设计

为了保证小峪煤矿2104巷道的安全掘进,通过对原支护参数下巷道内矿压监测数据分析及数值模拟分析,对原支护参数进行优化,最终确定了仅改变原支护参数中锚索及帮锚杆的部分参数并采用锚杆+锚索+W钢带的支护形式。现场应用发现,顶板离层量仅为12mm,较原支护参数下的顶板离层量下降约52%,能够保证该巷道安全掘进。     

玉溪煤矿进风井东部车场巷道注浆加固技术研究与应用

为解决进风井东部车场巷道围岩变形量大问题,通过数值模拟具体分析注浆加固前后锚索支护围岩应力分布及塑性区发育规律,基于巷道围压窥视结果,确定采用浅孔注浆+深孔注浆+全长预应力注浆锚索支护的围岩控制方案,结合巷道具体情况,进行各项参数的设计,并在方案实施后进行表面位移的监测作业。结果表明:深浅孔注浆+全长预应力注浆锚索支护完成后,解决了巷道围岩变形量大的问题,保障了围岩的稳定。     

软岩巷道桁架锚索支护参数优化

为了合理确定软岩巷道桁架锚索支护参数设计,通过理论分析,FLAC3D数值模拟和SPSS差分析正交试验等方法,结合木孔煤矿实际地质环境,对软岩巷道的预应力桁架锚索支护参数进行优化分析,使桁架锚索组合支护能力充分发挥,避免支护材料浪费和支护成本偏高,现场观测结果显示:两帮水平位移最大值为260 mm,顶板最大下沉量为163 mm,巷道围岩的收敛率在有效控制范围内,预应力桁架锚索支护对提高巷道围岩的整体稳定性有良好效果.     

深部软岩巷道锚网索耦合支护优化设计研究

利用数值模拟技术,模拟并分析了锚网喷、锚索耦合支护机理,并以鹤壁某矿为工程背景,确定了深部高应力条件下合理的锚网喷+锚索耦合支护结构,并设计优化了支护参数及施工过程.工程实践表明该方案可充分发挥围岩的自承能力,有效控制巷道变形,支护效果明显.     

弱胶结软岩巷道变形破坏控制技术及其应用

针对伊犁地区中生代易崩解弱胶结软岩出现的顶板离层冒落、两帮移近量大和底板底鼓等大变形破坏现象,综合应用现场测试、室内试验、理论研究和数值模拟等方法,深入探讨矿区巷道围岩变形特性,提出了二次锚网喷+预应力锚索的主动支护技术。一次锚网喷可以在允许塑性区发展的同时限制其发展,二次锚网喷提供足够的支护强度,与围岩形成浅部承载圈,预应力锚索通过调动深部围岩强度将应力均匀化,充分限制了围岩的变形。最终通过数值模拟和理论计算,设计了巷道支护参数,并在支护中成功应用。     

断层构造应力作用下的回采巷道联合支护技术研究

以柳树湾煤矿11041工作面运输巷为工程背景,采用FLAC3D数值模拟方法,从巷道支护结构受力稳定性和围岩控制稳定效果的角度,分析了断层构造应力作用下的"巷道锚杆+金属网+锚索+钢筋梯子梁"联合支护方案。结合数值模拟和理论计算结果,对现有支护方案及其支护参数进行了调整,确定了科学的支护方案及参数。现场监测结果表明,采用新的支护方案后,顶底板围岩的最大移近量近190mm,两帮围岩的最大移近量202mm,巷道围岩变形呈现出"阶段时递进增长"且在150d到达基本稳定状态,技术经济效益显著。     

东曲矿回采巷道支护技术研究

为确定东曲煤矿回采工作面巷道合理支护参数,采用理论分析、数值模拟及现场观测的研究方法对回采巷道围岩变形原因及巷道支护参数进行研究。研究表明:巷道变形严重原因为锚杆支护长度小于围岩塑性区破坏深度;理论分析、数值模拟及现场监测表明巷道合理支护参数为:锚杆采用Ф22×2400mm,间排距为800×800mm,锚索采用Φ17.8×6000mm,间排距为1400mm×1600mm。     

安徽和睦山铁矿-300 m水平运输巷道锚索加强支护技术

安徽和睦山铁矿-300 m水平运输大巷围岩破碎,裂隙发育,现有的支护技术无法有效控制运输巷道围岩变形。该矿-300 m水平运输巷道在原锚网喷支护的前提下,采用收敛控制法,根据现场施工经验,设计采用了预应力锚索加强支护方案。结合自然平衡拱原理,通过理论计算确定了合理的预应力锚索支护参数。实践表明：采用预应力锚索进行加强支护可以有效控制围岩变形,为类似条件下巷道支护设计提供参考。     

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。     

综合锚杆支护方式在低地应力巷道中的应用

为解决麻家梁煤矿开采采空区近距离煤层巷道支护的难题,运用岩土地质力学测试、围岩整体结构监测、锚杆支护理论以及数值模拟试验等技术,依据井下巷道至上部采空区距离,提出"锚杆+短锚索"和"全长预应力锚杆"等以锚杆支护方式的巷道主要支护方案。     

软岩巷道变形机制及支护参数设计

为解决煤矿深部大断面软岩巷道的支护难题,基于神火集团葛店煤矿-600 m水平工程条件的复杂性等,结合现场地质调查、实验室内试验、理论分析和现场监测等方法,根据软岩工程力学理论,提出了相应的控制策略和具体的支护设计形式、支护参数及合理的施工过程.实测表明:锚网喷+高预应力锚索+注浆锚杆耦合支护形式可有效控制深部大断面软岩巷道的剧烈变形,确保巷道的变形在允许范围之内.     

特厚煤层大断面复合顶板煤巷支护技术

针对某矿辅助运输大巷变形严重、返修量大的支护难题,对巷道顶板复合结构变形机制进行了力学分析,揭示出巷道顶部锚固层厚度、顶板软弱夹层与锚固区相对位置及锚杆(索)预应力是影响此类巷道稳定的重要因素;运用FLAC3D数值模拟软件对不同支护参数的控制效果进行了研究,结合现场生产地质条件综合确定了"高强高预应力锚杆(索)+金属网+W型钢带+喷射混凝土"联合支护方案。现场实践表明,巷道顶底板移近量以及两帮移近量明显减少,围岩变形得到了有效的控制。     

预应力桁架锚索支护技术在动压巷道中的应用

为了提高受采动影响的工作面支护强度,控制巷道围岩变形,对巷道变形原因进行分析,针对巷道地质条件复杂,不利于形成整体结构情况,采用高预应力桁架锚索支护为巷道水平和垂直方向同时提供预应力支护,使煤岩体处于多维挤压状态,弥补单体锚索支护没有水平张紧力的缺点。经数值模拟与监测分析,支护加固后,巷道变形量稳定在160 mm左右,巷道围岩变形得到控制。     

预应力桁架锚索支护在巷道围岩控制中的应用

为了提高受采动影响的工作面支护强度,控制巷道围岩变形,对巷道变形原因进行分析,针对巷道地质条件复杂,不利于形成整体结构情况,采用高预应力桁架锚索支护为巷道水平和垂直方向同时提供预应力支护,使煤岩体处于多维挤压状态,弥补单体锚索支护没有水平张紧力的缺点。经数值模拟与监测分析,支护加固后,巷道变形稳定在160mm左右,巷道围岩变形得到控制。     

大断面软岩巷道支护失效机理及优化设计

针对当前店坪煤矿-900 m水平大断面软岩轨道大巷采用传统锚网索喷联合支护不能奏效的问题,分析了该巷道支护失效的机理,并对巷道支护方案进行了优化设计。通过数值模拟和现场应用表明:采用"锚杆+锚索+金属网+喷浆+注浆"联合支护方案可以有效控制巷道的大变形和垮冒,经过180 d的监测,巷道顶底板移近量最大值为193 mm,两帮移近量最大值为118 mm,监测后期巷道变形趋于稳定。