破碎围岩巷道新型注浆加固工艺实验研究

破碎围岩巷道是煤矿安全生产的重大隐患之一,而注浆是破碎巷道加固的主要手段,注浆工艺的适应性对于煤矿安全生产具有重要意义。针对实验巷道极破碎围岩锚杆(索)孔成孔困难、锚固效果差等问题,采取不同的注浆工艺对巷道破碎围岩进行分区加固,并对注浆后围岩变形进行观测。观测结果表明:XV1101巷注浆加固完成后,巷道两帮变形和顶底板的移近量均比较小,两帮移近量最大72 mm,底鼓量最大为166 mm;XV1102巷注浆加固完成后,两帮移近量最大55 mm,底鼓量最大为46 mm,变形量更小。实验所提出新型注浆加固工艺对破碎巷道的加固效果较好,新的注浆工艺和注浆锚杆(索)有效地控制了巷道变形。     

深部巷道破碎围岩注浆加固效果综合评价

为了研究深部巷道破碎围岩注浆加固效果,以山西某矿2301巷道作为试验巷道,采用P-Q-t参数法、浆液填充率法、岩体力学参数法、分段注水法、钻孔电视法、物探法对破碎围岩注浆加固效果进行综合评价,并对锚杆、锚索预紧力进行测试和巷道变形进行监测。研究结果表明:P-Q-t参数法以定压与定量作为注浆结束依据,注浆压力达到预设压力,且注浆速度小于5 L/min的时间持续一定时间,则结束注浆。注浆后地层注浆填充率为93.2%,岩层整体性得到提高且孔隙率降低了39.35%,地层注水量明显减少,裂隙发育度降低;注浆后,钻孔裂隙被白色浆液填充,围岩完整性得到提高,条纹消失,地层成为连续的整体;锚杆、锚索,预紧力均达到150 kN,巷道变形量较小,满足了工作面回采的要求。     

地表注浆在隧道破碎围岩加固中的应用

我国高速公路在扩建复线工程中,由于地质条件等原因,需穿越浅埋破碎带和高压输电线路。通过采取地表预注浆加固技术来控制围岩位移,并用声波测试技术和深层位移监测对注浆效果进行检验,从而保证隧道施工和高压铁塔的安全。     

超前注浆小导管在破碎围岩地质隧道中的应用

通过对超前小导管的力学模型、注浆参数和施工工艺的分析,结合某电站进场公路隧道的工程实例,论证了超前注浆小导管在破碎围岩地质隧道中的应用价值,以期促进超前注浆小导管在隧道工程中的应用。     

深埋破碎围岩隧道围岩特征曲线及注浆加固范围

借助新奥法和新意法基本思想,采用数值模拟方法,研究了不同注浆加固圈厚度作用下,马蹄形深埋隧道围岩特征曲线及最佳注浆加固范围,结果表明:注浆加固能有效减小围岩松动压力,延迟初支支护时机,减小支护结构荷载承担比率,通过围岩反力释放率与注浆圈厚度关系可得到最佳注浆范围。     

断层破碎带深部区域地表预注浆加固应用与分析

为提高巷道穿越断层破碎带区域围岩强度,解决巷道坍塌失稳问题,并为后期巷道锚固支护提供基础,利用地表预注浆对顾北煤矿巷道穿越F104断层破碎带深部区域局部岩体进行加固。注浆前期表现出泄压特征,注浆压力无法上升;采用分段-间断-重复注浆策略,可使前期注入浆液固化充填大开度的吸浆通道,防止浆液过度扩散,并为浆液注入较小裂隙创造了条件,实现对目标区域充填密实度的最大化。注浆后断层破碎带中心段浆液结石体呈丝络状分布,偶见水泥结石体粗脉;两侧边缘岩芯的浆液结石体呈脉络状分布。注浆增加了围岩完整性,加强了破碎岩体的相互镶嵌作用,提高了巷道掌子面稳定性;地表注浆对区域围岩裂隙进行充填胶结,减少了裂隙自由面空间,泥岩渐近泥化得到有效遏制,间接提高围岩强度;极破碎围岩注浆后浆-岩结石体表现出类混凝土状特征。地表预注浆使巷道稳定性得到有效保证,极大提高了岩体的自身承载能力及抗变形能力,开挖成型巷道表面收敛位移及收敛速率显著减少。     

注浆法在巷道支护中的应用

简述了注浆材料及注浆法的种类，概括了注浆技术作为巷道加固法的理论，从围岩、堵水加固、经济的角度介绍了注浆支护在巷道施工中的应用，指明了注浆技术的发展趋势。     

钻孔预注浆及管棚超前支护技术在三山岛金矿巷道围岩加固中的应用

通过工程实例介绍了钻孔预注浆及管棚超前加固技术在洞室围岩加固中的成功应用。     

超前加固在软弱破碎围岩隧道中的应用

采用大型有限差分软件FLAC3D对掌子面前方围岩加固与无加固两种情况进行了数值模拟,并对围岩和隧道结构的变形及应力进行了对比分析,得出在该围岩条件下超前加固的必要性。     

破碎顶板大断面巷道注浆加固原理及其应用

针对破碎大断面巷道支护困难的问题,阐述了注浆加固的原理,以新元煤炭有限责任公司E310101工作面支护工程为例,介绍了注浆参数的计算和注浆工艺,并对其效果进行了分析,指出注浆方法可改善工作面支架的工作状况,效益显著。     

软岩隧道施工过程中围岩位移动态响应的三维数值分析

以旦架哨3车道浅埋软岩隧道为背景,采用有限元法对上下台阶法施工过程进行了三维模拟,分析了地表、横断面和纵断面上的位移响应规律,结果与现场实测吻合较好.研究表明:隧道地表变形近似为槽形,且主要由上台阶开挖引起;对围岩变形的影响当前段开挖最大,之前段次之,之后段最小;变形主要分布在拱顶附近,且梯度集中在洞周3 ～5m;施工量测结果一般小于数值模拟结果,宜进行放大修正以弥补之前段开挖的影响.     

穿采空区巷道围岩特性分析及稳定性控制

针对芦岭煤矿穿采空区巷道围岩工程环境特性问题,采用现场测试,钻孔窥视,数值模拟等方法,分析巷道在穿采空区不同区段围岩损伤区及矿压显现规律.研究结果表明,巷道穿采空区不同区段围岩具有明显分区特性,采空区上段巷道在逐渐靠近采空区时,损伤区范围逐渐扩大,完整性变差,围岩压力却较小;远离采空区下区段巷道围岩,裂隙发育程度较低,...     

高压旋喷桩在隧道围岩加固中的应用

采用高压旋喷桩施工工艺对隧道围岩进行加固处理,结果表明：该工艺有效解决了复杂地质条件下施工的难题,且具有强度高、加固质量均匀、加固体形态可控、经济实用以及基本无环境污染等优点;同时该方法成桩结构形式灵活多样,施工无振动,无噪声,施工空间要求不高,工程造价较低等众多优点。     

破碎围岩浅埋偏压隧道衬砌荷载的计算方法

隧道洞口大都会面临围岩破碎、浅埋和偏压等不良地质地形情况,现行规范只给出了偏压隧道衬砌荷载的计算方法.对于破碎围岩浅埋偏压隧道,根据现场情况及实测的衬砌受力和变形特征表明其与规范假定不同,不宜直接利用规范方法.通过工程实例分析及隧道三维数值分析结果提出了浅埋偏压隧道破碎围岩的破坏模式,即隧道开挖后深埋侧岩体滑塌下落挤压...     

大倾角煤层旋采巷道围岩破坏机理与支护技术

为解决大倾角煤层旋采巷道围岩变形控制难题,以潘北矿12124大倾角煤层回采巷道为工程背景,采用现场试验、理论分析与数值模拟相结合的方法,研究了旋采巷道破坏规律及上采空区支承压力对巷道的影响,分析得出大倾角煤层旋采巷道围岩破坏机理。结果表明:(1)旋采巷道拐点处断面较大,且受到上采空区及超前支承压力影响,巷道应力值增大,支护体压缩破坏失稳;(2)旋采至拐点前10 m处采空区煤柱应力与采动应力贯通,同时大倾角下巷道受到上覆岩层剪切应力影响,巷道变形增大。通过分析及工程实践,提出并实施了巷道卧底扩刷、锚网索联合支护方式,有效控制巷道变形,取得较好的社会效益。     

软岩巷道底鼓治理机理分析

近年来,随着矿井深度的不断增加,底鼓现象已成为软岩巷道与弱结构巷道围岩变形和破坏的主要特征与形式之一,为了控制软岩巷道底鼓,本文分析了动压及软岩巷道底鼓的成因,依据工程实例,来阐述巷道底鼓的变化规律及顶板和两帮对巷道底鼓的作用,并提出了针对锚网索支护对巷道底鼓变形的影响。文章为巷道的支护和底鼓的治理提供了依据。     

大型地下水封储库围岩快速补强灌浆体系

地下水封储库工程对水封条件和水封效果要求较高,在施工期仍需保持高于洞顶的地下水位以保证水封效果。针对国内某大型地下水封储库的地质、结构和施工特殊性而出现的岩体灌浆难题,提出一套完备的技术体系,利用数字平台三维地质展示及破碎带预测提前预知地质情况,结合专用的早强快硬灌浆材料、牵引灌浆工艺,围岩补强一体化灌浆设备及相应检测手段,在工程不良地质区进行有效灌浆,较好地解决了地下水封储库灌浆难题。针对循环灌浆工艺发现基于硫铝酸盐水泥的灌浆材料在不同压力循环下水化放热峰值时间随循环时间的加长而缩短,抗压强度随循环时间的加长而降低。本文研究成果可为大型地下水封储库围岩快速补强灌浆提供重要依据和技术支持。     

软岩巷道开挖面承载结构研究及分层支护设计

通过研究深部软岩巷道开挖面围岩力学承载结构的形成机理和演化规律,指导巷道结构性失稳支护工艺设计。基于软岩力学模型和统一强度准则,考虑“开挖面效应、时间效应”,推导围岩弹塑性解。在算例分析中,建立围岩力学承载结构,提出围岩结构性失稳的梯次支护的原理,发现围岩力学承载结构对巷道破坏特征有一定影响,并分析“面效应、时间效应”影响下的围岩力学承载结构稳定性。据此设计“短锚杆全长注浆-端头锚注-短锚索”梯次支护方法;经数值计算,可知改进后的梯次支护能够确定合理的锚注有效范围,该支护能使围岩形成稳定的承载结构,并及时减小围岩松动圈范围。