煤矿新型让压锚杆研究及应用

针对高应力软岩巷道围岩的大变形特征,设计了一种煤矿新型让压锚杆,主要运用钢套管内部约束热固性聚氨酯弹性材料来达到大变形让压的目的。试验表明,该锚杆与传统让压锚杆相比,具有让压距离大(为传统让压锚杆的3倍)、让压后承载性能稳定的显著特点。工程应用表明,该锚杆对深部高应力软岩巷道围岩稳定性能起到较好的控制作用。     

复杂膨胀性围岩条件下交岔点支护技术研究

针对复杂膨胀性围岩条件下交岔点高应力集中区围岩稳定性控制和支护技术难题,通过对交岔点围岩变形表现形式、交岔点围岩变形机理的研究分析,提出了交岔点支护难点及重点。基于围岩控制理论分析,提出了“有限让压的柔性支护+全断面封闭抗压的刚性支护技术”,前期柔性支护采用“高强、高预应力锚杆+锚索+喷浆”联合支护有限度控制围岩变形,允许围岩在可控范围内释放围岩应力|后期通过架设异形支架与支撑架组成的联合支护体并喷射混凝土对交岔点围岩进行全断面封闭抗压支护,有效控制巷道交岔点围岩的变形。确保了交岔点围岩变形的整体可控性、稳定性,达到了预期支护效果。     

前和煤业东胶带运输大巷钻孔卸压围岩控制技术

为有效解决前和煤业3#煤层东胶带大巷在原有锚网索支护下围岩变形量大的问题,结合巷道变形特征,确定采用钻孔卸压技术,采用理论分析和数值模拟的方式确定卸压钻孔在修巷作业前,垂直于巷帮打设,钻孔深度为8 m,结合巷道的具体条件确定巷道采用卸压钻孔+让压支护的围岩控制方案,并采用矿压监测验证支护效果。结果表明:支护方案实施后,顶底板和两帮的最大移近量分别为141 mm和132 mm,有效解决了巷道两帮及底板鼓起量大的问题,保证了巷道围岩的稳定性。     

中厚煤层切顶卸压沿空留巷巷旁支护技术研究

根据切顶卸压沿空留巷巷旁支护技术特点,研究分析了工字钢(单体支柱)、双节U型钢和钢丝绳3种巷旁支护技术。深部中厚煤层留巷时,上述3种巷旁支护技术中工字钢偏向刚性,易被压弯;钢丝绳偏向柔性,留巷侧鼓包明显,变形量大;双节U型钢刚柔并济,通过纵向让压和侧向抗压技术优化,可达到服务年限长、留巷效果好的目的。实践表明:切顶卸压沿空留巷施工难度大,时间跨度长;选用双节U型钢巷旁支护技术是合理可行的,能够为深部开采中瓦斯、水害治理赢得时间。留巷侧巷帮变形量在留巷初期呈现显著变化状态,在支护器材回撤阶段呈现慢速变化状态,其余时段则呈现近似稳定状态(蠕变)。     

深部厚顶煤巷道让压型锚索箱梁支护系统现场试验对比研究

针对巨野矿区深部高地应力厚顶煤巷道支护特点,以“先抗后让再抗”支护理念为指导,研制高强让压型锚索箱梁(PRABB)支护系统。该系统具有预紧力损失小、定量让压、支护力传递效果好、护表面积大等特点。分别以箱型支护梁和矿用12#工字钢为托梁设计了横梁、纵向单梁和纵向双梁共6种支护系统。以赵楼煤矿深部厚顶煤巷道为工程背景,利用数值试验对其支护效果进行初步分析,并在3302工作面顺槽进行6种支护系统的现场试验对比研究。现场试验结果表明：(1) 相对于原支护方案,6种锚索梁支护系统均能有效控制巷道围岩变形;(2) PRABB支护系统试验段巷道支护效果整体优于工字钢锚索梁方案,前者围岩变形量比后者小15%～25%;(3) 纵向单梁支护系统对巷道围岩的控制效果最好,纵向双梁支护系统次之,横梁支护系统相对较差。根据试验结果对钢梁不同布置方式的围岩控制机制进行分析表明：纵向单梁支护系统可有效控制厚顶煤巷道顶板关键部位的变形,调动围岩自承能力,使巷道变形得到较好控制。在深部厚顶煤巷道支护时,采用PRABB支护系统纵向单梁方案,可达到经济有效控制巷道围岩变形的目的。     

深部强采动大断面煤巷围岩外锚-内卸协同控制技术

针对深部剧烈动压扰动影响下软碎煤体巷道围岩持续大变形破坏的控制难题,以某矿深部强采动影响区典型大断面软碎煤体巷道为研究对象,分析了深部煤巷经历强采动影响下的矿压显现规律,阐明了引起围岩大变形破坏的主要原因,得出了煤巷围岩的主要控制难点。基于此提出了深部强采动大断面煤巷围岩外锚-内卸协同控制技术,煤巷浅部围岩锚索注强化锚固技术提高了主体承载结构的围岩强度,为内部造穴卸压创造了良好的施工环境;两帮煤体深部应力高峰区采取大直径孔洞造穴卸压,阐明了在不破坏浅部锚固围岩稳定性基础上使煤巷两帮高支承压力峰值转移至造穴孔洞实体煤侧的卸压机制。内部大直径造穴孔的布置使深部煤岩体的变形向卸压孔洞群转移,为深部煤岩体持续向外运移提供让压补偿空间,浅部强化锚固能有效阻断深部煤岩体向煤巷空间运移,减少煤巷两帮围岩变形量;提出大断面煤巷围岩外锚-内卸的“固结修复、桁索强锚、内卸转移、内外协同”控制机理,并通过相似模拟及数值模拟的方法验证了煤巷围岩外锚-内卸协同控制技术的可行性。现场工程实践表明：煤巷采取外锚-内卸协同控制技术,有效抵御了大断面软碎煤体巷道在强采动影响下的两帮围岩大变形,显著改善了煤巷围岩应力状态...     

千米深部软岩巷道让压支护技术试验

某矿六采区-1 287 m水平辅助进风巷在巷道施工过程中出现巷道片帮、喷体开裂、底鼓以及锚索破断等现象,巷道围岩变形严重。结合现场矿压观测,分析了该矿典型的深部巷道围岩变形机理及特征,提出"一次适度让压支护+二次锚注和锚索补强加固"的支护技术方案。在试验段巷道采用围岩变形观测和钻孔探视仪对注浆加固后围岩裂隙发育情况进行支护效果检验,结果表明该支护方案能有效地控制软岩巷道围岩变形。     

高应力大变形巷道让压锚索支护技术及装置研制

深部巷道围岩的高应力、大变形特点,要求支护系统具备高强让压的特性。让压装置的变形强度为锚索强度的屈服极限,当锚索承载力达到或接近其屈服极限时让压装置先屈服收缩,产生一定的位移量,释放部分高应力,避免锚索过早超载而提前破坏,实现巷道支护系统的完好性。采用MTS815电液伺服岩石力学性能实验系统,进行了不同规格让压装置单轴压缩力学性能试验,选定了3种不同规格的让压装置,分别配套Φ15.24 mm,Φ17.8 mm,Φ18.9 mm这3种不同规格和强度的锚索支护系统。工程实践表明,该支护技术和新型让压装置的研制成功,有效保护了锚网支护系统的完好性,提高了深部巷道围岩的支护质量和支护水平。     

大采深高瓦斯松软厚煤层综放工作面巷道布置及支护技术研究

大采深高瓦斯松软厚煤层综放工作面巷道矿压大,上隅角瓦斯易积聚,工作面排水困难,选择合适的巷道布置方式、支护方式及支护参数相当重要。通过工业性试验,采用双回路巷道布置,外侧巷道采用沿顶掘进、让压锚杆组合支护方式可以经济、有效地保证工作面正常回采。