深部穿层巷道非对称变形机理及控制对策研究

针对深部穿层巷道围岩非对称变形破坏特征,对其破坏机理及控制对策进行了数值分析和工程试验研究。结果表明,受埋深大、高地应力,特别是水平构造应力的影响,原支护下巷道围岩出现了非对称大变形破坏,穿层巷道断面与岩层倾向成钝角部位表现出最先破坏的关键部位特点;非对称破坏主要表现为围岩结构的非对称性影响下产生的不同岩层间的剪切滑移变形及高应力作用下的软弱岩层挤出变形等错位变形。结合现场工程地质条件,提出了锚网索+底角锚杆的非对称耦合支护对策,对关键部位进行了加强支护,有效地遏制了围岩的非对称变形,消除了巷道围岩的错位变形,提高了巷道围岩整体稳定性,现场应用效果良好。     

常村煤矿21盘区延深胶带下山软岩巷道修复支护技术

论文根据现场工程地质条件、室内试验以及理论分析,对常村煤矿21盘区延深胶带下山变坡点附近巷道支护现状和破坏特点进行分析研究,总结破坏原因。通过现场调查和巷道破坏特点,确定软岩变形力学机制,并提出支护对策。     

大断面软岩巷道耦合支护技术研究

针对高应力强膨胀节理化复合型软岩巷道难支护的特点和国内几种软岩巷道支护形式存在的问题,对大断面软岩巷道采用刚柔层桁架耦合支护技术,并对其特点、原理及其应用作了详细介绍。通过对第三系软岩大断面巷道的工程地质特征、变形破坏状况以及室内物化力学实验分析,采用刚柔层桁架支护先进技术,取得了良好的支护效果。随着采深的不断增加,刚柔层桁架支护技术有广阔的应用前景。     

深井断层破碎带穿层软岩巷道锚网索耦合控制对策

旗山矿开采深度近千米,随着开采深度的增加,在高地应力、特别是在水平构造应力和断层切割条件的影响下,巷道围岩出现顶沉、帮缩和底鼓等大变形破坏现象,其中顶沉及帮缩量最大处超过1 100 mm,原有支护很难控制巷道围岩稳定性,严重影响和制约了煤矿的安全生产。基于此,以旗山矿千米深井断层破碎带穿层软岩巷道为例,详细分析了巷道破坏特征及主控因素,得出了高应力膨胀型软岩巷道的破坏力学机制,提出了注浆+非对称锚网索+底角锚杆耦合支护控制对策,实现支护体与围岩在强度、刚度和结构上的耦合,从而达到控制深部软岩巷道稳定的目的。上述成果在现场进行了应用,监测结果表明耦合支护对深部高应力断层破碎带穿层巷道的稳定性起到很好的控制效果。     

兴安煤矿深部软岩巷道底臌破坏机理及支护对策研究

随着矿井开采深度的不断加大,软岩巷道的大变形、高地压、难支护的问题日益严重,底臌现象已成为软岩巷道围岩变形和破坏的主要特征与形式之一.论文通过研究软岩巷道底臌的力学机理并对底臌机理进行了分类,获取了软岩巷道底臌的主要影响因素;提出了控制底臌的支护措施;在此基础上通过数值模拟优化了支护参数,提出了一种新型控制底臌的支护技术.在复杂的软岩支护中,该技术取得了令人满意的效果,能有效控制巷道底臌.     

深部软岩巷道耦合支护关键技术研究

深部“三高一扰动”（即高地应力、高地温、高渗透压和强烈的开采扰动）的复杂地质力学环境,使得深部岩体表现出明显的软岩非线性大变形力学特性,从而导致单纯的主动支护已无法保证巷道围岩的稳定性,严重影响了深部煤炭资源的安全开采。“耦合支护”作为一种全新的支护理念,已成功解决了大量的软岩巷道支护问题。研究表明,在深部开采条件下,软岩巷道锚、网、索耦合支护成功的关键在于：在锚杆支护提高围岩强度的基础上,通过锚网-围岩耦合效应、锚杆-网-托盘耦合效应、锚索预应力耦合效应,实现耦合支护下的高应力转化效应,从而达到对深部巷道围岩的稳定性控制目标。     

深部立体交叉巷道破坏机理及控制对策研究

针对在复杂高应力场作用下,深部立体交叉巷道变形破坏严重、稳定性难以控制的问题,本文以鹤岗矿区兴安矿深部立体交叉巷道为研究对象,进行了工程地质条件和现场变形破坏特征的调查分析;结合工程实际利用FLAC3D进行了数值模拟,总结了巷道变形破坏的主要原因为:地应力高、多巷道开挖时相互扰动的作用;提出了优化巷道布局,并进行以锚网索+立体桁架耦合支护为主体的深部立体交叉巷道控制对策。工程应用结果表明,该方法能有效控制巷道变形,保证立体交叉巷道的整体稳定。     

南山煤矿构造应力区软岩巷道变形破坏机理研究

本文通过对南山煤矿东部构造应力区的现场调研,总结了东部区巷道常见的破坏特征,选取-120总回风巷道作为研究对象,利用数值模拟再现了无支护和普通锚网索支护下构造应力区软岩巷道的变形破坏过程,研究了其变形破坏机理。研究表明,影响构造应力区软岩巷道的破坏原因为赋存应力高、岩体强度低以及原支护不适应深部软岩大变形等。结合破坏机理分析了在构造应力作用下围岩与支护体的相互作用关系,概括了其变形破坏过程。     

亭南煤矿东翼轨道大巷底鼓力学机制及控制技术

为解决亭南煤矿东翼轨道大巷底鼓问题,采用现场调查、围岩物化成分分析、吸水软化试验和数值分析等方法,研究了亭南煤矿软岩巷道底鼓特征、影响因素和变形力学机制。结果表明:底鼓主要是由于巷道底板岩层岩性软弱膨胀性强,底板在无支护状态下成为巷道变形和应力释放的主要空间,巷道底角软岩在两帮应力传递作用下产生剪切塑性大变形,向底板中部挤压形成底鼓。提出了底板隔水、加固、控制变形的治理原则,采用混凝土反底拱+金属焊接网+底角管缝式锚杆的支护形式,对底板进行加固。通过现场监测和数值分析,表明新支护能够改善底板围岩受力状态,切断底角剪切滑移变形,有效控制巷道底鼓变形。     

深部低预紧力支护软岩巷道破坏机理和支护对策

在传统低预紧力锚杆支护下,受限于施工机具和工艺等因素,锚杆预紧力只能达到3~5t,造成深部软岩巷道变形大、难支护。本文以兴安矿四水平空车线巷道为研究对象,分析了传统锚网索支护条件下巷道的变形破坏现象和特征,采用FLAC3D再现了在原低预紧力支护条件下巷道变形和破坏过程,得出了空车线巷道的破坏机理,即较低的预紧力无法限制围岩的变形,支护体随围岩整体移动,进而造成巷道失稳破坏,提出了基于高预紧力的锚网索耦合支护对策,现场应用取得了良好的效果。