基于多因素分析法的巷道支护分级与支护参数优化

为解决金川三矿区东部贫矿巷道支护破坏变形问题,通过优化的层次分析法构建了支护影响因素层次结构分析模型,实现了巷道分级可视化应用;针对巷道支护破坏变形严重区域开展巷道支护破坏变形特征及机理分析,提出了巷道支护优化方案;并利用FLAC3D构建数值模型,开展了支护方案支护效果对比分析。研究结果表明：破碎岩体在外部水平构造应力为主的高应力环境下,采用“锚网喷”支护可以有效改善巷道周围塑性区、应力场和位移的分布特征;相比螺纹钢锚杆,玻璃钢锚杆所受轴力较低,可以有效改善锚固水泥浆的应力状态,进而减小锚固段长度,在支护效果、材料成本上具有一定优势。     

金川不良岩体分类及其巷道支护研究

根据岩组类型、岩体结构类型及其工程地质特征，给出了按稳定性划分的金川矿区工程岩体分类表，不良岩层为其中不稳定和极不稳定两类；分析认为，金川不良岩层具有岩体单块强度高等四个特点，不良岩层巷道围岩变形具有围岩变形量大和流变变形显著两个显著特点，据此给出了三条支护设计原则；根据在金川二矿区进行不良岩层支护试验的实践经验和金川不良岩层巷道支护原则，给出了适用于各类不良岩层巷道的支护设计方案。     

深部高应力软岩巷道锚注支护施工技术研究

在对深部高应力软岩巷道变形破坏特征、变形形态和变形破坏的影响因素分析的基础上,概括了锚注支护施工工艺,将其成功地运用于深部高应力软岩煤、岩巷道,并对锚注施工提出了明确的技术要求。     

深部软岩巷道锚注联合支护技术研究

基于千米埋深的唐口煤矿巷道围岩矿物成分分析、岩石力学性质试验及地应力测试的结果,提出了采用锚注联合支护方案进行深部高应力膨胀性软岩巷道支护设计。通过FLAC 3D数值模拟,验证支护设计的可行性和优化支护参数;通过矿压监测,评价支护设计的合理性和支护效果。工程实践表明,锚注联合支护技术有效地控制了深部软岩巷道围岩的大变形和底臌,维持了巷道的长期稳定,取得了良好的技术经济效果。     

煤矿深部应力复杂区采区下山支护研究

王家寨煤矿深部构造应力极为复杂,采区上下山在支护上曾采用过砌碹、锚喷、锚注、可缩支架、工字钢梯形支护等手段,但仍然出现冒顶、片帮及巷道严重变形。针对三采区下山巷道出现的变形破坏情况,通过对巷道破坏力源分析,提出锚带网索联合支护方案,并将支护方案应用于现场,使得巷道冒顶、片帮及变形得到了有效控制。     

高应力巷道锚喷注复合支护的研究及工程实践

本文针对四矿矿井深部高地应力巷道支护现状及围岩特点,总结深井高地应力巷道支护原则,提出采用锚网喷——锚索喷注浆复合支护技术控制深井巷道围岩的持续变形和底鼓,并在工程实际中进行了支护实践。     

深部煤巷围岩变形规律及支护技术的研究

研究了在高应力和采动压力影响下深部煤层巷道围岩变形规律,提出了适应深部煤巷围岩变形特点的锚网带综合支护技术。     

软岩开挖卸荷变形及支护效果的数值模拟

金川Ⅱ矿区岩体属于高应力软岩,文章研究了深部软岩巷道开挖卸载过程中围岩变形及支护效果等问题,通过建立3D有限元模型对巷道开挖进行动态模拟,并对巷道不同支护情形下的围岩变形进行对比分析。结果表明:巷道开挖卸载引起周围岩体应力释放,致使围岩向巷道径向挤压,产生的最大位移达到13.1cm,影响巷道的安全使用;采用U型钢+底部反拱共同支护后,对巷道两帮及顶板的支护效果比较明显,巷道两帮围岩的水平位移减少6.1cm,顶板围岩的沉降范围减少,且围岩应力释放速度减缓,但对巷道底板围岩的支护未达到要求,底板隆起值增加1.5cm;采用全断面喷锚支护后,巷道顶、底板处围岩的竖向位移显著减小,同时巷道两帮围岩水平位移也相应减小,但围岩应力释放的速度加快。     

锚注、锚索、锚梁耦合加固支护技术

针对变形量大、底板鼓起、支护非常困难的巷道,采取锚注、锚索、锚梁耦合支护技术有效控制了巷道的变形。     

双层改单层锚网喷支护工艺技术在金川铜镍矿的应用

巷道支护理论的研究一直是井巷围岩控制技术的一个重要方面。目前,金川矿山工程出现了前掘后返的严重问题,返修费用逐年升高。根据三耦合支护理论、早强支护理论,结合金川矿山现实,研究在支护总量基本不变的前提下,将"双层锚网喷两次强化成巷技术"调整为"双层改单层锚网喷支护工艺技术"。满足支护体在强度、刚度及结构方面的三耦合支护要求,解决新奥法初次支护柔性大、刚性小不能限制过量让压或有害变形这一支护的技术难题,从根本上控制巷道变形。     

锚杆注浆联合支护大断面煤仓硐室围岩稳定性研究

以土朱矿井煤仓硐室为例,运用松动圈理论和组合拱理论分别计算了硐室围岩稳定性系数,2种理论计算得到硐室围岩稳定性系数均大于1.1,证明了锚杆注浆联合支护设计参数符合硐室围岩安全稳定的要求.运用FLAC4.0数值模拟软件计算分析了大断面硐室围岩的稳定性,建立了无支护、锚杆支护、锚杆注浆联合支护3种模拟方案,分别分析了3种方案时硐室围岩的变形情况,模拟结果显示锚杆注浆联合支护的巷道顶底板和两帮收敛量都较小,底鼓量也较小,能保证该巷道围岩的长期稳定.最后运用工程类比法确定采用锚杆注浆联合支护方案,并通过后期现场观测,证明锚杆注浆联合支护效果良好,能够保证硐室围岩的长期安全稳定.图4,参7.     

锚杆注浆联合支护大断面煤仓硐室围岩变形分析

以土朱矿井煤仓硐室为例,运用损伤力学分析了巷道开挖效应;利用FLAC4.0数值模拟软件计算分析了大断面硐室围岩的稳定性,并建立了无支护和锚杆注浆联合支护两种模拟方案,两种方案模拟结果的对比显示锚注联合支护形式能够有效地加固围岩和控制围岩变形;通过工程类比法和FLAC数值模拟相结合对大断面硐室锚杆注浆联合支护方案进行了设计,确定了锚注联合支护参数,通过后期的现场观测,说明了锚杆注浆联合支护在大断面煤仓硐室支护中效果良好,能够保证硐室围岩的长期安全稳定.     

深井松散煤巷超高强预应力组合锚杆支护技术

深井松散煤巷支护一直是制约矿井安全生产的难题,常规的锚杆支护方式及支护强度已很难适应其变形特征。文中以丁集煤矿1262(1)巷道为例,在新型锚杆强化支护体系的应用研究中,采用了超高强预应力组合锚杆支护技术,通过加大支护强度及采取各种补强措施,进一步优化围岩应力场,充分调动围岩自身承载能力,有效控制了巷道围岩变形,实现了巷道长期稳定,满足了矿井的安全高效生产,并为该类煤层巷道推行锚杆支护技术提供了参考和借鉴。     

深井巷道围岩滞后注浆加固的合理时间

合理滞后注浆时间的确定是深井巷道围岩加固支护技术的关键,在分析深井巷道最佳支护时间原理的基础上,以望峰岗矿-817 m水平巷道为研究背景,通过现场实测及UDEC数值模拟对巷道掘进后围岩变形及裂隙发育特征进行深入研究,获得了深井巷道围岩滞后注浆加固的合理时间。结果表明,注浆加固应在巷道剧烈变形阶段后的缓慢变形阶段初期,在巷道围岩裂隙发育相对稳定时,合理时间为巷道掘进后15～20 d。工程实践表明,合理时间的滞后注浆有效地控制了深井巷道围岩稳定性。     

含裂纹岩石试件注浆模拟测试系统研制及试验研究

针对当前注浆实验多使用相似模拟材料制备类岩石试样,导致注浆加固效果评价不准、机理探析困难等问题,设计研发一种含裂纹岩石试件注浆性能测试系统,该系统由三联同步注浆加压系统、岩石测试系统以及数据采集系统组成。首先,对同一岩性的多个岩石试件进行单轴压缩试验获得基准参数,并得到含裂纹岩石试件;然后,利用三联同步注浆加压系统进行注浆加固,并再次开展力学性能测试获得对比参数;通过对注浆前后岩石试件力学性能及破坏形态进行对比,获得围岩注浆加固效果。利用该系统对淮南谢桥煤矿某巷道岩石进行测试分析,结果表明:注浆岩石试样强度性能取决于岩石强度和浆体材料中的较小值,注浆试件强度约为原岩力学性质的70~85%。本试验系统能够进行岩石裂隙注浆试验并对揭示围岩注浆加固机理、指导现场注浆效果具有重要意义。     

榆家梁矿煤巷锚杆支护参数研究

根据煤巷锚杆支护参数设计中存在的问题,结合榆家梁矿的巷道布置具体情况,通过理论分析和现场试验,提出了适合煤巷特点的锚杆合理支护参数设计方法,即"地质力学评估—数值模拟—初始设计—现场观测—修改设计"的设计方法。现场实际测得松动圈范围,分析了巷道围岩情况及其松动圈规律,通过理论分析和现场试验,设计了合理的巷道锚杆支护参数,经过现场试验分析,锚杆有效的控制了巷道的变形破坏。取得了较好的应用效果。     

“三软”复合顶板均压支护技术研究

王村煤矿属于"三软"复合顶板,巷道支护是一个长久探索的课题。为了解决这一问题,在13503工作面进行高强高预应力让均压锚网支护实验,并采用FLAC2D软件数值模拟优化让压均压支护系统,实践表明该支护系统能有效控制"三软"复合顶板巷道围岩变形问题,确实提高支护质量。该技术对解决本矿及类似地质条件的矿井巷道支护难题有重要的指导和借鉴意义。     

岩体参数确定与顶板锚固技术应用

针对波兰煤矿地下开采中的锚杆支护应用实践 ,提出了统一的采矿地质和技术条件的评价方法。用修定的RMR岩体量化指数从给定公式中确定岩体强度和应变参数。基于虎克 -布朗强度准则给出了岩体及顶板锚固的数值模型。在不同的采矿地质条件下 ,进行了多种顶板锚固应用研究。这些支护实验表明 :这种方法应用于巷道的初次支护和顶板加强支护是安全可靠的