大断面深部软岩硐室支护技术研究与应用

随着矿井采深不断加大,巷道逐渐向深部延伸,地应力越来越大,深部软岩大断面硐室变形破坏问题将日益严重,传统的硐室巷道支护手段已不适用.在鹤壁中泰矿业三水平泵房及变电所大断面硐室施工采用锚网喷、锚索和网壳联合支护,有效地控制了硐室的变形量,取得了良好的支护效果.这种联合支护技术能够大大提高巷道支护强度,为类似条件硐室支护设计、施工工艺改进提供了先进经验,值得进一步推广应用.     

深部大断面软岩硐室加固技术研究

深部大断面软岩硐室具有围岩破碎、断面大、应力大等特点,其支护维护困难.以某矿变电所为研究对象,通过理论分析和数值模拟研究了深部大断面软岩硐室的破坏特征,分析了“喷 锚 注”加固技术的机理,并提出了“三喷＋锚固＋注浆”的 支 护 方 案.监 测 结 果 表 明,大 断 面 软 岩 硐 室 经 过“喷 锚 注”支护后,两帮最大移近量为１０８．９mm,顶、底板最大移近量为１０９．５ mm,软岩硐室变形较小.实践表明,“喷 锚 注”加固技术可以有效地维护深部大断面软岩硐室的稳定,对解决相似地质条件下的深部大断面软岩硐室及巷道支护提供了借鉴,为深部大断面软岩硐室及巷道支护稳定性控制难题有重要的实践意义.     

深部高应力硐室支护技术应用与实践

恒源煤矿-720 m水平变电所泵房由于该处巷道布置密度大,围岩应力比较复杂,各巷道施工时会相互扰动,造成硐室发生持续变形与破坏。为了控制深部高应力大断面硐室破坏,结合加固支护实例,提出了锚梁网喷一次支护,锚索、注浆二次支护的联合支护技术,有效地控制了硐室的变形,围岩稳定效果良好。     

锚网索喷联合支护在大断面硐室施工中的应用

某矿Ⅱ61下运输下山架空乘人硐室为深部大断面硐室,围岩破碎强度低,大断面硐室由于跨度大,施工工艺复杂,必须合理支护设计与施工.经过对砌喧支护、锚网索喷联合支护对比,决定采用锚网索喷联合支护施工,现场进行工业性实验,结果表明了硐室在锚梁网索喷联合支护下,硐室围岩变形得到了有效控制.     

深井软岩大断面硐室的设计与应用

该文介绍了协庄煤矿在-850皮带井机头硐室施工中,采用高马蹄形断面和锚网喷二次支护技术及锚索补强措施,同步进行矿压观测表明,支护效果良好,为解决深部软岩内布置大断面硐室围岩变形大,稳定性差,巷道难以维护的问题提供了一条新路。     

锚网喷注联合支护技术在硐室修复加固中的应用

随着国家对矿产资源的开采逐渐向深地延伸,如何控制硐室大变形,确保支护结构的有效性成为深部软岩硐室支护的首要问题。本文以广西某复杂地质条件地下锰矿大断面硐室为工程背景,基于现场监测硐室大变形破坏及支护失效,运用FLAC3D精细化模拟了硐室围岩破坏变形的演化规律,讨论了地层侧压力、岩体软化系数、不同支护形式3个因素对硐室围岩变形、塑性区范围等的影响规律,基于此,论证了锚网喷支护对深部硐室支护具有明显的局限性,而锚网喷+锚注联合迭加支护技术是一种行之有效的围岩控制方式。监测结果表明：采用锚网喷+锚注联合迭加支护技术能够有效地控制深部硐室大变形,能保持硐室的长期稳定与安全。     

锚网喷、锚索、网壳联合支护在硐室施工中的应用

针对巷道向深部延伸,大断面硐室变性破坏日益严重问题,在-450m水平泵房、变电所大断面硐室进行锚网喷、锚索、网壳联合支护,取得了良好效果。     

深井软岩大断面硐室的设计与应用

该文介绍了协庄煤矿在-850皮带井机头硐室施工中，采用高马蹄形断面和锚网喷二次支护技术及锚索补强措施，同步进行矿压观测表明，支护效果良好，为解决深部软岩内布置大断面硐室围岩变形大，稳定性差，巷道难以维护的问题提供了一条新路。     

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。     

旗山煤矿-1000m水平泵房复合支护技术

深部巷道支护方式已成为制约深部资源回采的主要因素。旗山煤矿-1 000 m水平回风大巷矿山压力显现大,巷道底鼓、变形、断面缩小严重。为确保深部巷道(硐室)服务年限,在新施工的-1 000 m水平泵房(软岩巷道)采用了锚网喷、锚索、注浆锚杆、架棚、浇筑混凝土强强支护的复合支护方式,消除了安全隐患,保证了巷道服务年限。     

地下矿山大断面软弱围岩硐室变形机制与支护方法研究

大断面破碎软弱围岩硐室的支护一直是地下矿山开采的难题。基于此,本文以贵州烂泥沟金矿硐室大变形为工程背景,通过现场实测资料、采用理论计算和地质环境分析,揭示了底板和两帮变形机理:巷道在垂直及水平高应力作用下,呈现由两组优势节理组成的菱状空间破裂特征,在采动爆破震动影响下,围岩应力二次分配,使塑性区持续向深部拓展,降低了支护锚固力效果,从而导致围岩变形严重。基于支护理论,本文提出了顶板采用补强锚索+注浆+喷锚网,两帮采用补强树脂锚杆+锚索+壁厚注浆+喷锚网,底板采用反拱+注浆的联合支护方式。现场实测表明,这种联合支护方式与原始支护方式相比,对硐室长期稳定性控制具有良好效果。该研究可为深部复杂地质条件下的巷道变形加固提供借鉴。     

基于流变试验的软岩巷道变形破坏机理分析及支护技术

软岩巷道变形破坏是煤矿深部开采软岩巷道支护的重大灾害之一。基于刘庄矿区深部泥岩现场三轴流变试验和数值模拟,对软岩巷道变形破坏机理及支护技术进行了分析,采用最小二乘法中的阻尼最小二乘法(Marquardt法)逐次线性化的间接方法,利用非线性流变力学模型,拟合得到泥岩蠕变本构方程,分析得出刘庄矿区深部软岩巷道的合理支护方式：(1)采用反底拱和全封闭的施工方式,减小巷道的维修工作量;(2)顺层掘进的重要峒室,其锚杆的方位应尽可能和层面垂直,将弱面串联成一体;(3)底板锚注控制底板大变形。     

深部岩体大变形规律:金川二矿巷道变形与破坏现场综合观测研究

针对深部高应力下硐室和巷道时效大变形问题,重点开展了金川二矿深部巷道大变形破坏调查、多手段原位综合观察、大变形灾害安全管理标准等方面研究工作。首先针对不同围岩支护类型下大变形巷道破坏问题,从破坏表现形式的角度总结提炼了金川二矿巷道10种典型变形破坏模式并阐明其形成机制;进而依托1 150 m水平大巷的大变形试验研究段,采用巷道表面的三维激光扫描测量、岩体内部开裂的钻孔摄像观测、围岩不同深度变形的位移计自动量测相结合的方式,揭示了深部巷道表面变形的空间非对称性、围岩内部浅层与深层变形的非均匀性、时效变形增长的跳跃递进性等不同于浅部岩体变形特点和破坏方式的新特征,表明了金川二矿碎裂围岩时效大变形本质是高应力下巷道开挖诱发表层围岩开裂,并在重分布应力驱动下围岩开裂深度逐步向深部转移进而导致巷道围岩自身承载性能逐步劣化的机制,从而表现出持续的时效大变形;最后提出基于功能失效和结构失稳原则的深部巷道大变形安全管理标准,并在现场反馈分析与应用实践基础上总结出了控制二矿深部巷道变形灾害的"双层喷锚网+锚注"和"喷锚网注+单筋砼"复合支护技术,充分利用喷网混凝土的表面柔性支撑与围压效应、锚杆对围岩内部的抑制开裂效应、水泥浆的充填并粘合开裂缝效应、钢筋混凝土的强刚性抗压和恢复围压效应等组合功能,从而形成一种"由表及里、表里结合"改善围岩受力状态、重构围岩承载圈的支护理念。     

软岩巷道O型支护应用技术研究

汾西矿业集团正令煤业井下巷道为深部软岩巷道,井巷严重损坏变形,巷道顶板离层、喷层脱皮,两帮收缩、底鼓现象普遍。在分析了巷道破坏原因的基础上,提出了采用O型拱支护技术方案,并进行了工业性试验,取得了明显的经济效益和安全效益。     

深井软岩大断面硐室二次加固技术及稳定性分析

软岩大断面硐室的支护问题被视为困扰当今煤矿生产的主要难题之一。针对磴槽煤矿600m埋深十平泵房硐室传统支护效果不佳的情况,采用锚网喷、锚索及二次注浆联合支护方案对硐室进行修复加固,并采用底角锚杆及反底拱来防止底鼓的产生,取得了较好的支护效果。为验证该支护方案的机理,应用了大型非线性有限元计算软件ABAQUS进行模拟计算,通过对计算结果的分析,得到了硐室开挖后的应力变化及塑性区的扩展规律,并验证了锚杆组合拱理论和锚索悬吊理论。     

下霍矿松软岩层硐室支护技术

煤矿松软岩层巷道具有锚固效果差,变形严重等特点,严重影响整体结构的稳定性。以松软岩层为研究对象,以下霍矿松软岩层硐室为试验点,对其采用喷锚注支护设计,通过现场矿压监测,检验了锚注支护的效果,达到了预期效果。     

高埋深向斜轴部泥岩巷道维控实践

以位于向斜轴部的陈四楼煤矿九采区皮带下山平巷段为工程对象,在介绍其工程地质条件的基础上,分析向斜构造、原岩应力、空间关系、围岩条件对其变形破坏的影响,针对各影响因素并借鉴以往经验提出“锚网喷+锚索”先喷后锚先让压再复喷成巷的新型支护方案,设计与之配套的施工工艺流程,确保支护质量,并进行矿压观测。矿压观测分析表明新型支护方案与工艺流程能够满足九采区轨道下山平巷段的支护要求。     

深部矿井大硐室锚注联合加固技术

为解决巷道埋藏较深、受地压及强烈动压影响变形大、补强加固技术的难题,基于保安煤矿15号煤一采区变电所巷道硐室在距地表垂深650～820 m,以及在＋315 m轨道大巷等邻近巷道的采掘影响下,采用深埋矿压理论分析与现场实践的方法分析了其破坏特点、变形破坏机理及影响因素,提出了一种对大断面大埋深及动压巷道的新型加固方案。结果表明：一采区变电所在未采取措施4个月内严重变形,采取加固措施后半年内顶板下沉量35 mm,两帮移近量60 mm,底鼓量不到40 mm,控制了围岩变形,有效地改善了巷道周围围岩力学性质和力学状态。     

急倾斜煤层回采巷道矿压显现规律研究

基于四川某煤矿急倾斜煤层综采工作面回采巷道条件,结合巷道内支柱支护阻力以及巷道变形量的观测结果,分析了急倾斜煤层回采巷道的变形特征。得出以下结论：回风平巷围岩变形量比运输平巷围岩变形量大;围岩变形量随距工作面距离的减小而增加。     

千米深井大断面硐室双强壳体支护技术

针对山东唐口煤矿西部轨道并联巷2 m绞车房硐室埋深超千米,顶板及两帮收敛变形大,底鼓现象严重,需反复维修的工程难题,在分析深部大断面硐室围岩破坏机理的基础上,提出了千米深井大断面硐室双强壳体支护技术,并设计了"锚注支护+格构衬砌支护+强基础梁锚注支护"的支护方案及其工艺流程。工程应用结果表明:25 d后顶底板锚索载荷趋于稳定,监测顶底板锚索最大载荷分别为131 kN和117 kN,最大载荷远小于破断载荷,锚索受力合理;采用双强壳体支护40 d后,围岩变形基本趋于稳定,90 d后顶底板最大移近量仅为64 mm,变形率为1.14%,表面未出现破裂现象,硐室围岩变形得到有效控制;该技术为唐口煤矿创造直接经济效益449万元,经济效益显著。