深煤矿软岩巷道联合支护实践

研究了高地应力环境下岩体工程变形特征和如何采取有效的巷道支护方式是保证煤矿巷道稳定性的关键.介绍了高应力软岩的概念、形成条件和巷道的变形特征及支护原理.对某煤矿井下巷道支护,经过三种联合支护的实践,表明预留刚隙柔层支护是最佳的支护方式.     

高应力软岩条件下煤矿巷道支护研究与实践

对高应力软岩的基本概念及形成条件进行了讨论,在掌握高应力软岩巷道的变形特征和支护原理的基础上,并以芙蓉矿区白皎煤矿井下高应力软岩巷道支护为对象,对3种不同的支护方式进行了研究与实践,结果表明预留刚隙柔层支护方式为最佳的适合高应力软岩条件下的巷道支护方式。     

高应力软岩巷道一次支护工艺研究与实践

采用数值模拟分析技术对高应力软岩巷道在不同支护环境下的伸缩变形进行了模拟分析,结合4种支护方式实际测量数据,提出了预留刚柔层或主动在支架和围岩间人工形成间隔的支护方案,解决了软岩巷道在高应力环境下难支护、难维护的问题.提出了针对秦源煤矿回风石门的全断面锚网喷+锚索+圆形钢梁联合支护的施工工艺.     

煤矿深井高应力巷道支护技术应用

同煤集团某矿井属于深井开采,井巷常处于高地应力软岩环境,传统的棚式支护、低预应力低强度锚杆支护以及被动支护方式已经不能满足支护需求,需合理确定主动型联合支护方式。以某深井高应力巷道支护为研究对象,在研究地应力状态、围岩强度、岩石成分的前提下,通过数值模拟方式确定井巷最佳支护方案,选择高预应力高强度高刚度锚杆锚索联合的方式控制深部井巷围岩的稳定性。进行全面的顶底板、两帮的位移监测后发现,该支护方案下巷道整体变形量减少,两帮移近变形呈稳定状态的时间提前,明显改善了巷道顶底板变形状况,起到良好的支护效果。     

某矿三软煤层顺槽支护技术的探讨

从软岩的特性、三软巷道围岩的破坏机理入手,结合实际地质条件,提出刚柔复合巷道支护方式,即在支护体内设置柔性层和刚性层,柔性层释放初期高应力,刚性层控制有害变形;在受力集中的顶底角采用叠加支护,使巷道整体变形耦合。经现场试验及围岩变形观测分析,该支护方式能够有效控制巷道的变形,降低巷道维修成本,解决了三软煤层巷道支护困难,为相似条件下的巷道支护提供了借鉴。     

动压巷道离层变形特征及支护技术研究

为了对比分析不同支护方式下围岩离层变形过程的差异,以铜川矿区复合顶板动压巷道为例,在同一回采巷道内分别设置工字钢棚试验段和锚杆支护试验段,采用巷道矿压在线监测系统实测两种支护方式下围岩离层变形的动态过程,探究不同支护方式下的围岩变形机理,为确定合理的巷道支护方式提供依据。实测结果表明:主动支护和被动支护时动压巷道离层变形过程有本质区别,在锚杆支护地段深部与浅部围岩以同步变形为主;而在工字钢架棚支护段,深部与浅部围岩的位移量差别较大,出现了较大的离层空间,棚式支护不能满足围岩变形要求。根据试验巷道围岩支护体的信息反馈结果,动压巷道应该采用主动支护方式,据此采用高预应力强力一次支护理论进行了动压巷道支护方案优化设计,改进后的支护方案能够满足动压巷道的支护要求。     

置孔释压支护材料孔型排列方式研究

为合理解决深部高应力软岩巷道支护难题,有效控制围岩变形,实现巷道长期稳定,以青云煤矿020202轨道平巷为研究对象,基于巷道能量转换规律验证了置孔释压支护技术对深部高应力软岩巷道的支护可行性,并运用理论分析与物理相似模拟实验手段,对置孔释压材料6种不同孔型排列方式进行了抗压强度及连续变形量比较,筛选出材料最佳孔型排列方式为正方形排列。将原支护方案与正方形排列的置孔释压支护方案进行数值模拟和现场应用对比,结果表明:正方形排列方式的置孔释压支护方案与原支护方案相比,巷道围岩塑性区范围明显减小,顶底板及两帮变形量降幅达到70%以上,巷道支护效果明显,围岩变形得到有效控制。     

深部高应力巷道卸压控制及支护技术研究

通过理论推导、数值模拟、现场试验等方法,研究了深部冲击高应力巷道卸压及支护问题,卸压钻孔应力分布规律和高应力巷道卸压控制区域的解析结果表明,破碎软化区半径主要受卸压钻孔半径、高地应力等影响,卸压钻孔周围煤岩体的破碎软化起到弱化高应力、转移高应力的作用,有利于保持巷道稳定.通过数值模拟研究并考虑钻孔效率和巷道支护,卸压钻孔直径宜为１１０~１３０ mm.针对高应力巷道提出的“卸压控制＋让压支护”技术与卸压孔保护技术,提高了巷道支护体的完整性,新支护方式现场试验应用后,巷道帮部最大变形为３００mm,顶板最大变形为１７１mm,巷道围岩裂隙范围明显减小,与原支护相比巷道未出现整体失稳现象,有效控制了高应力巷道的变形,维护了高应力巷道煤岩体的稳定性.研究成果为高应力巷道卸压控制和让压支护提供了理论指导.     

深井高应力巷道围岩锚注加固支护技术

主动支护方式是控制深部巷道围岩的主要支护方式,但是对于深井高应力巷道,普通锚杆支护控制巷道围岩的效果不佳。为提出围岩加固效果良好的复合支护技术,以新巨龙煤矿2305N下平巷为工程背景,研究了深井高应力巷道围岩锚注加固支护技术;通过理论分析、数值模拟和现场观测的方式研究锚杆的最佳参数和浆液的最佳配比。结果表明:锚杆的最佳长度为2 500 mm,锚杆最佳间排距为1 000 mm×1 000 mm;浆液最佳水灰比为0.5,注浆加固层最佳厚度为1 800 mm。通过现场观测得出巷道最大顶底板变形量和最大两帮变形量均在允许的范围内,该锚注加固支护方案合理。     

三软煤巷位置及支护优化的数值模拟研究

结合新义煤矿工程实际,运用ANSYS、FLAC3D等数值模拟软件,对特殊地质条件下煤巷不同布置位置及不同支护方式下围岩力学特性进行了数值模拟计算,研究分析两种支护条件下巷道围岩变形、应力和塑性区的变化规律.研究结果表明,巷道沿顶掘进并采用外扎腿U型钢棚支护时巷道最为稳定.实践证明,巷道位置及支护的优化有效控制了巷道的变形,节省了支护成本,同时对提高巷道掘进速度及后期的安全使用有着重要的意义.     

高应力软岩巷道变形特征及其支护参数设计

为了探讨高应力软岩巷道合理的控制方法,根据吕家坨煤矿深部高应力软岩巷道围岩主要物性参数的实验室测试以及现场围岩变形的观测,利用FLAC3D软件进行了数值模拟,分析了高应力软岩巷道的变形失稳特征.研究表明:高应力软岩巷道控制技术的关键在于支护结构和围岩体强度的耦合作用和控制底鼓.提出了以加强初次支护强度和采用底角锚杆为技术核心的支护方案.现场实践表明,该方案对高应力软岩巷道围岩变形的控制效果较好.     

高应力区卸压与锚杆支护对巷道稳定性影响分析

采用FLAC3D分析了不同卸压率下,锚杆排间距参数改变对巷道变形程度及锚杆受力的影响;分析了赞比亚谦比西铜矿卸压开采及锚杆支护下巷道变形破坏程度以及武钢金山店铁矿喷锚网支护方式下的巷道变形破坏程度。理论分析和工程实例表明,卸压可以有效控制巷道围岩的变形大小,锚杆支护并不在于控制巷道围岩的变形程度,而在于协调巷道周围岩体的变形。因此,高应力区巷道维护中应以地压控制为主,并配合有效的支护方式和参数才能控制巷道变形并保持稳定性。     

高预应力高强度锚索支护在深井高应力巷道的应用

以红四煤矿深井高应力巷道支护为例,在研究地应力状态、围岩强度、岩石成分的前提下,通过数值模拟方式确定了高预应力高强度高刚度锚杆锚索联合支护方案。通过对试验巷道变形移近量监测发现,两帮移近变形呈稳定状态的时间提前,巷道顶底板变形状况有所改善。     

动力失稳下煤矿巷道围岩松动变形特征与支护参数研究

为了提升煤矿巷道围岩的稳定性,解决现有支护方式支护效果差的问题,分析煤矿巷道在动力失稳状态下的围岩松动变形特征,实现支护参数的优化计算。探测煤矿巷道围岩内部结构,根据动压巷道围岩变形的影响因素及其作用方式,建立煤矿巷道围岩动力失稳模型。在该模型下,通过确定应力变化规律和应力—应变关系,得出围岩松动变形的特征分析结果。参考围岩松动变形特征,确定合理的支护方式,得出锚杆长度、锚间排距、组合拱厚度等支护参数的计算结果。根据变形特征与支护参数结果,进行数值模拟分析,完成围岩松动变形支护。将模拟结果应用到实际的松动变形修复工作中,能够控制围岩松动变形量控制在要求范围内,降低裂缝破坏程度。     

深井高应力软岩回采巷道支护对策

通过对某矿回采巷道支护效果的调查,总结了该矿高应力软岩回采巷道现有支护方式存在的问题,阐述了该矿高应力软岩回采巷道在低围岩状态下的独特变形破坏特征,并且针对该矿井回采巷道提出了具体的支护对策。     

大断面高应力巷道围岩控制技术

针对山东某矿大断面高应力巷道支护难题,采用现场调研、理论分析和数值模拟方法,分析了大断面巷道在不同地应力作用下围岩应力分布及变形破坏规律,提出了注浆加固与二次锚网索支护相结合的新型支护技术,并开展现场工业试验。试验结果表明,该支护技术能够有效地控制高应力大断面巷道围岩变形。     

高应力大断面巨厚泥岩渗水顶板煤巷梯次支护技术研究

针对高应力大断面巨厚泥岩顶板巷道难支护的问题,采用理论分析、数值模拟及工业试验综合手段,理论分析了巨厚泥岩渗水顶板巷道梯次支护技术原理,数值模拟研究了巷道围岩控制方案及参数设计,得到了2609运输巷支护参数,并进行了工业性试验和矿压观测。研究表明,在巷道掘进和工作面回采期间巷道围岩没有出现大的变形,取得了良好的支护效果。研究提高了车集煤矿处理复杂条件下深部高应力煤巷支护的能力,形成了适合车集煤矿在类似困难条件下深部高应力煤巷的合理支护方案和支护参数,推动了车集矿深部高应力煤巷支护技术的发展,保证了矿井安全生产。     

千米深井巷道围岩强化动态控制技术研究

对朱集矿千米深井软岩巷道的支护形式进行了研究,通过对锚架注联合支护下巷道的破坏原因分析,并结合巷道收敛位移监测结果、巷道破坏形态观测,得出结论:千米深井软岩巷道采用锚架注联合支护方式能适应高应力软岩巷道压力和变形的需要.     

深部高应力巷道高强支护技术的实践应用

以王村矿2301切眼(导硐)为案例研究了深部高应力巷道高强支护技术的实践应用,设计了巷道高强支护方案,并通过计算确定了高强支护参数。现场观测数据结果表明:2301切眼(导硐)巷道最大顶底板变形量、两帮变形量都较小,高强支护方案有效地控制了巷道围岩的变形量,高强支护方案设计合理。     

高应力软岩巷道预留刚隙柔层支护技术

高应力软岩是一种在高应力环境下强度低、流变性强的的工程软岩体。在这些岩体中掘进巷道显示出来的变形特征与硬岩巷道截然不同。预留刚隙柔层支护在高应力软岩巷道支护工作中起到了有效释放巷道变形能量和控制巷道变形的作用。通过剖析预留刚隙柔层支护中的刚、柔层耦合关系以及耦合支护与围岩的相互作用,对预留刚隙柔层的支护机理做了深入的研究。据此,最后对预留刚隙柔层支护中材料及参数的选择方法给予详细的论述,为高应力软岩硐室的预留刚隙柔层支护提供了合理的设计方法参考。