司马煤矿锚网支护巷道的矿压监测与受力分析

为全面系统地研究采煤工作面回采过程中矿山压力分布及采场围岩运动规律,结合司马煤矿1208综放工作面地质条件和开采工艺,制定矿压观测方案。通过监测及分析巷道表面位移、锚杆(索)受力等基础数据,总结锚杆(索)受力及巷道围岩变形规律,进一步评价巷道支护效果,判断支护结构的合理性及巷道的稳定性。观测结果显示:巷道顶板及两帮围岩稳定,锚杆最大受力达到其杆体拉断载荷的90. 9%,锚索最大受力为其拉断载荷的94. 1%,锚杆(索)受力均有一定的富余量,充分发挥了锚杆(索)的高强支护作用,满足安全生产要求。     

文家坡煤矿巷道矿压观测及底臌机理分析

为全面了解文家坡煤矿巷道矿压分布和围岩运动情况,掌握巷道变形规律,以4102工作面回风巷为例,根据综采工作面开采的技术和地质条件,研究制定矿压观测方案并进行监测。通过对表面位移、锚杆(索)受力等现场实测和数据分析,研究了锚杆(索)受力及巷道围岩变形规律,评价了巷道支护现状,分析得到了巷道底臌的主要原因。观测结果显示:顶板及两帮围岩稳定,锚杆最大受力为其杆体屈服载荷的42.3%,锚索最大受力为其拉断载荷的29.5%,未达到最大受力载荷,但以泥岩为主的巷道地板在高地应力、采掘扰动、水等共同作用下发生了不稳定蠕变,导致巷道底臌。     

锚杆支护巷道矿压监测仪的研发与应用

针对矿压监测问题,通过分析矿压监测技术原理,研发了能够实时监测顶板及围岩的应力应变矿压监测仪,该监测仪能够精确动态地监测锚杆锚索的受力情况,据此确定巷道矿压显现规律。该仪器在中煤集团马营塔矿进行了实践研究,通过对所得数据进行处理分析,准确地得出了9103回风巷道顶板锚杆的受力状态、受力变化过程及变化趋势,为巷道顶板支护方案优化提供了基础数据和理论依据。     

深部回采巷道锚固失效分析及支护对策

针对深部回采巷道围岩变形导致锚杆支护失效的问题,提出通过改善锚杆受力状态、改变锚杆锚固方式、优化杆体形状,减少锚杆破断的方法,在此基础上,设计了1种新外形结构的螺纹钢锚杆。进行了实验室拉拔试验,结果表明:矿用右旋锚杆、左旋锚杆和大肋间距高强锚杆的平均拉拔力为136.9、106.1、147.6 kN,且大肋间距高强锚杆吸能效果更好。在现场试验前,先对回风巷的围岩结构进行探测,包括顶板钻孔窥视和松动圈测试,依据围岩结构探测结果,确定最终的巷道支护方案。回风巷采用原支护方案和大肋间距高强锚杆全锚支护2种方案支护,并对顶板离层和锚杆受力进行实时监测,试验结果表明:大肋间距高强锚杆支护的巷道顶板最大下沉量较原支护方案减小36.4%,顶板离层量较原支护方案降低24.1%;顶板和两帮锚杆受力的结果显示大肋间距高强锚杆支护较原支护方案锚杆受力更小,两种支护方案顶板锚杆受力最大值分别为442.9 MPa和78.1 MPa,改进方案较原支护方案降低了82.4%;其回采期间,全锚大肋间距高强锚杆支护方案与原支护方案相比,支护失效锚杆数量明显减少,这都表明全长锚固的大肋间距高强锚杆更有利于维护巷道的稳定。     

东周窑煤矿8106工作面回采巷道围岩强度分析及支护技术研究

为保障8106工作面回采巷道围岩的稳定,采用现场测试的方式进行围岩强度的分析,根据分析结果得出巷道顶板强度变化起伏较大,岩层厚度和岩性变化较大,巷帮整体强度较低;基于围岩强度测试结果,结合巷道特征确定支护原则,设计巷道顶板和两帮分别采用全锚索和锚杆+短锚索支护,巷道掘进期间进行矿压监测分析。结果表明:支护方案实施后,巷道掘进期间,锚杆索受力正常,围岩处于稳定状态。     

顶板可接长锚杆耦合支护系统性能研究

针对大变形巷道顶板支护系统中锚杆与锚索受力和变形不协调的问题,研发了一种新型可接长锚杆。在对普通锚杆、锚索及新型可接长锚杆拉伸试验和力学分析的基础上,结合大变形巷道顶板围岩的变形破坏特征,提出了大变形巷道顶板可接长锚杆耦合支护系统,建立并分析了可接长锚杆耦合支护系统与锚索耦合支护系统的本构模型。研究表明:当巷道顶板变形量超过锚索最大延伸量时,锚索耦合支护系统中锚索由于延伸率低,过早于普通锚杆达到延伸极限而破断,而可接长锚杆能与普通锚杆在受力和变形2方面协调同步地支护顶板围岩;可接长锚杆能够提高顶板围岩的自承性能,并在保证较强支护力的同时提供更大的让压距离。可接长锚杆耦合支护系统成功应用于赵固一矿11031巷道试验段中,顶板变形量比原支护方案减少了20%左右,顶板围岩从开挖到稳定的时间缩短了33%,且顶板变形稳定后顶板下沉速率较原支护方案明显降低。     

煤柱内大断面复合顶板巷道围岩控制技术

为了研究顶板内软弱夹层对煤柱内大断面巷道围岩稳定性的影响及控制技术,针对昊锦塬煤矿复合顶板巷道围岩严重变形的问题,运用理论分析、数值计算并结合工程实践等方法,研究了顶板内软弱夹层对煤柱内大断面巷道围岩稳定性的影响。研究结果表明:当该矿巷道顶板软弱夹层厚度0.81 m时,巷道顶板极不稳定,易发生离层,须对顶板和两帮加强支护;运用ANSYS数值模拟及理论计算确定锚杆支护长度为2.6 m;加长锚杆长度使软弱夹层位于锚杆锚固区域内;增大锚杆直径,增强锚杆的抗拉、抗剪能力;加大锚杆预应力,使顶板及时恢复三向受力,能够有效的控制顶板的离层及两帮的变形。     

麻地梁矿509胶带顺槽支护参数优化设计方案研究

为了解决麻地梁矿509胶带顺槽掘进时受到一侧临近工作面回采采动、上覆岩层运动以及顶板直接顶较为破碎等多相耦合作用的影响,导致巷道变形迅速,位移量大,矿压显现较剧烈的等问题。本文利用ZKXG30钻孔成像仪技术手段对509工作面胶带机顺槽进行锚杆受力特征以及松动圈发育规律分析,对巷道顶板围岩破碎和裂隙发育情况进行评估,提出了锚杆锚索同排协同支护方案,共同提高了锚固体的承载能力,保持围岩稳定,且通过锚杆受力监测、顶板离层变化趋势,侧面验证巷道支护效果明显。     

某矿41盘区运输大巷支护方案优化

分析了某煤矿41盘区运输大巷的围岩特征,讨论了该巷道原有支护方案存在的问题。在此基础上,根据该盘区运输大巷围岩变形及松动圈演化规律,针对巷道顶板、两帮、底板变形特征分别对原支护方案进行了优化。在41盘区运输大巷试验段布置了2个综合监测断面和2个松动圈窥视断面,对巷道变形及锚杆(索)受力情况进行了监测。研究表明:(1)顶板离层量最大值为7.3 mm,表明顶板锚杆能够发挥支护作用,深部围岩完整性较好,未产生裂隙和离层;(2)顶板下沉量最大值为1.86 mm,两帮收敛量为13.1 mm,两帮收敛量大于顶板下沉量,说明巷道两帮锚杆支护优化后,对顶板变形的控制效果优于两帮;(3)锚杆受力最大值为25.65 k N,锚索受力最大值为32.4 k N,锚杆和锚索受力均未超过各自允许的抗拉强度。上述研究反应出,采用所提方案对该矿41盘区运输大巷进行支护后,巷道变形得到了有效控制。     

裕泰煤业15104工作面 复合顶板巷道围岩控制技术研究

为保障裕泰煤业15104工作面回风巷围岩的稳定,基于回风巷复合顶板的具体特征,分析了锚杆对围岩滑移面的加固以及锚杆预应力对围岩稳定的控制作用,确定巷道顶帮角锚杆安装角度为35°,顶板锚杆的预紧扭矩为400 N·m,并进行了高预应力锚杆支护技术设计。现场监测结果表明:工作面回采期间,顶板下沉量及两帮移近量均较小,满足回采巷道使用要求,支护方案合理。