深埋巷道地应力特征及优化支护设计

针对深部巷道地质环境复杂及围岩变形剧烈、巷道变形量达数百毫米的现状,提出以地应力测量为前提、测力锚杆全程监测为基础、高预紧力全长锚固技术为核心、通过数值模拟加以修正的动态支护优化设计方案。以淮南潘三煤矿1621(1)工作面运输巷道为例,采用应力解除法对地应力进行实测,在巷道关键位置安装测力锚杆实时监测并记录锚杆轴力,结合数值模拟对优化前后的支护方案进行对比。结果表明,深部巷道以水平应力为主,随着巷道掘进方向与最大水平主应力方向夹角的增大和主应力差的增加,巷道变形迅速增大;采用现有全长锚固支护时施加的预紧力较低,巷道浅部顶板变形剧烈,未能发挥全长锚固的优势;采用高预紧力结合全长锚固优化支护来提高围岩的抗变形能力,改善围岩特性,增加围岩有效应力,可减小巷道变形,优化支护效果比较显著。     

深部巷道锚杆支护技术

我国国有大中型煤矿开采深度每年以8~12 m的速度向深部增加,一些老矿区和缺煤矿区相继进入深部开采阶段。由于开采深度的加大,岩体应力急剧增加,地温升高,巷道围岩破碎严重,塑性区、破碎区范围很大,蠕变严重。采用工字钢、架棚等被动支护技术已不能有效的控制巷道的变形,采用高强度全长树脂锚固锚杆锚固力大、锚固及时,能主动地将支撑载荷作用到巷道周边,对围岩施加径向力,加强巷道或硐室周边围岩稳定性,充分发挥围岩的自身承载能力,取得了良好的支护效果。     

断层带巷道围岩变形特征及支护优化

安里煤矿处于矿建二期施工阶段,随着回风大巷不断延伸,已施工至一大型断层影响带内,受该断层带的影响巷道发生严重的变形.根据巷道实际地质条件和破坏原因,采用锚网喷加预应力锚索配套U型钢可缩性支架注浆综合支护.结合该巷道内围岩的力学性质参数及现场围岩变形观测结果,运用FLAC3D软件进行模拟计算,对比修复前后巷道围岩的变化情况,结果表明该方案能有效地控制巷道变形,为以后类似的工程提供参考.     

东海煤矿深部巷道支护技术

煤矿深部巷道围岩压力大,超过其围岩的抗压强度。同时,采区巷道受动压的影响,巷道围岩变形破坏严重,影响正常生产。课题组采用优化巷道断面设计、加强关键部位支护强度、降低局部围岩应力等措施,使得围岩整体协调变形。现场实验表明,东海煤矿埋深1000m的巷道经受了两个回采工作面的动压影响,围岩受力状态良好,达到了预期目标。     

“装配式”评价方法在深部巷道支护中的应用

基于对围岩应力和结构特征的分析,提出了以坚固性系数为基础的巷道围岩＂装配＂结构的观点,并提出了用长期坚固性系数f（f=普式系数＊折减系数）表达的顶板、底板、左帮和右帮的＂结构装配式＂围岩分类方法。在此基础上,根据不同围岩结构和稳定性,提出了相应的＂围岩结构-稳定性-巷道支护方案＂确定方法。     

深部巷道U型约束混凝土拱架力学性能及支护体系现场试验研究

针对处于深部、断层构造破碎带等条件下的难支护巷道,提出U型约束混凝土(UCC)拱架新型支护技术。对拱架的承载特性及变形规律等进行数值及室内试验研究,并明确新型拱架失稳破坏的关键部位,综合分析UCC拱架支护体系的作用机制。研究结果表明:UCC短柱具有较好的延性和后期承载能力,极限承载力相对U型钢短柱提高127%~196%;UCC拱架承载能力是对应U型钢拱架的2.16倍;UCC拱架支护体系作为一种新型的三维立体支护体系,围岩控制效果显著,该支护体系下巷道围岩变形量最大为53 mm,仅为U型钢拱架的20.6%,且UCC拱架能够提供高强支护阻力,有效保证支护体系的安全性。     

深部软岩巷道耦合支护优化设计及应用

针对旗山矿-1000m水平北翼轨道联络大巷的具体工程地质条件，分析了巷道变形、破坏状况及其原因，提出了该巷道工程支护备选方案。在此基础上，对几种备选方案用数值模拟进行了优化选择和耦合设计，提出了锚喷网索＋底角锚杆＋注浆的支护方案。现场施工监测结果表明，该设计方案可有效控制该类巷道围岩的稳定。     

煤矿深部巷道破坏规律及返修支护技术

采用钻孔窥视测试和理论分析相结合的手段分析了魏家地煤矿二号石门的破坏规律,得到二号石门围岩稳定的主要因素包括高应力、软弱围岩、断层、埋深和采动的影响.给出了二号石门包含的全岩、上岩下煤、全煤及上煤下岩等4个特征段的破坏规律.提出了留设柔垫层让压联合返修支护技术.现场应用表明:返修后巷道的变形控制始终在允许范围内,返修支护技术是合理的.     

深部高地压巷道锚杆和锚索支护参数的优化

为改善煤炭开采因深度增加而导致巷道支护困难的问题,在对唐口煤矿千米矿井轨道运输大巷顶板现场钻孔探测分析的基础上,通过对巷道工程地质条件的综合分析和工程地质力学评估,研究巷道的变形破坏机制和巷道围岩与锚杆、锚索的相互作用机理,有针对性地设计锚杆、锚索的联合支护方案,现场测试结果表明,该支护方案取得了良好的支护效果,为有效...     

深部侏罗纪软岩巷道支护对策

为研究软岩巷道的支护技术,确保巷道稳定和正常使用,采用X射线衍射荧光光谱仪对三水平回风石门围岩进行了岩性组分分析,应用钻孔探测方法测出了围岩松动圈范围和裂隙分布区域.针对围岩岩性、松动圈范围和巷道所处的应力环境等因素,支护形式确定为初次柔性支护即锚网喷支护与预应力锚索支护,二次支护用高强度支护即锚索与全断面锚注加固组成的复合支护结构.工程实践结果表明:支护1个月后,顶底板及两帮移近量在30~35 mm范围内;累计观测75 d后,顶底板和两帮移近量均控制在45 mm以内,围岩变形量较小,保证了巷道的稳定和正常使用.     

深部巷道底板锚杆支护数值模拟

为研究深部巷道底板锚杆支护技术,采用RFPA~（2D）数值模拟软件,模拟有无底板锚杆支护情况下的深部巷道破坏情况。结果表明：有底板锚杆支护的深部巷道与无底板支护的相比,巷道周围应力分布均匀,抗破坏能力强,底鼓变形量小;巷道底角锚杆和底板锚杆对底鼓量的控制起重要作用。该结果可为深部巷道底鼓防治技术研究提供参考。     

“U”型钢支架-围岩接触关系及棚-索协同支护技术

针对U型钢支架承载能力因支架-围岩接触关系差而难以充分发挥作用的问题,通过建立不同支架-围岩接触关系模型,采用FLAC2d数值模拟软件分析了不同支架-围岩接触关系对支架变形特征、支架内力及围岩自承能力的影响,结果表明:支架-围岩接触关系将决定支架的受力状况,进而影响支架的变形特征及支架与围岩承载能力的发挥.提出了棚-索协同支护技术实现了支架整体承载能力的充分发挥,并在淮北某煤矿82联巷应用了该支护技术,巷道稳定后两帮位移量稳定在58 mm左右,顶底板位移量稳定在35 mm左右,有效控制了巷道围岩变形.     

深部动压影响巷道变形规律及支护技术研究

通过对平煤八矿深部动压影响巷道变形规律的长期观测,以位移速度为分界将工作面前后划分为无影响区、初始变形区、加速变形区、剧烈变形区、变形减缓区、稳定区六个区域。结合平煤八矿开采深度大、地质条件复杂、采动影响剧烈的基础上提出了先柔后刚、先让后抗、柔让适度、稳定支护的围岩支护原则,并发展了高预应力、强力支护技术。     

深部顶板煤巷动压巷道支护技术研究

本文分析了深部煤巷动压巷道变形原因，提出多种加固方案，并对方案进行优化选择，最终确定采用槽钢、锚杆、锚索耦合支护加固方案。取得了良好效果。     

巷道软岩深部锚注支护研究

本文由煤矿巷道软岩深部破坏变形特征及成因入手,探讨了科学有效的锚注支护策略、支护方案及关键施工工艺,对提升煤矿巷道施工可靠安全性、创设优质施工建设环境,科学解决软岩深部巷道支护难题,创设良好的经济效益与社会效益有重要的实践价值。     

深部巷道强力锚杆与锚索支护材料

本文主要阐述了锚杆支护材料包括锚杆杆体和附件、树脂锚固剂,W钢带和小孔径树脂锚固锚索等。     

深部解放层开采巷道支护技术研究

针对海孜煤矿三水平延伸工程概况,首先利用钻孔窥视仪探清巷道的破裂范围,然后提出了相应的支护方案—锚注支护方式,并对巷道进行了监测。得出锚注充分发挥了巷道围岩自身的承载能力,能有效控制深部巷道围岩,为类似条件下的巷道支护也提供了一定的借鉴意义。     

“U”型钢支架搭接处力学性能

为研究U型钢支架搭接处力学性能,通过室内实验和ABAQUS/EXPLICIT有限元软件模拟研究29U型钢支架搭接处卡缆在不同预紧情况下,支架的初始工作阻力及其轴向承载能力变化规律及特征;同时研究搭接处的受力、变形和缩动特性.研究结果表明:当螺母的预紧扭力增大时,支架的初始工作阻力、相对平稳期轴向承载能力和解除预紧的扭力都增大;U型钢支架搭接处轴向承载力不稳定,发生间歇性骤降,卡缆螺杆发生突然错动,支架的收缩性能不稳定;卡缆螺杆发生严重偏斜,造成螺杆超过抗拉强度发生断裂,导致搭接处卡缆失去作用,影响整个支架的完整性、稳定性和承载能力,影响煤矿安全生产.这对改善U型钢支架搭接处的搭接形式和接触方式具有一定的指导意义.     

深部软岩巷道支护技术探讨与实践

鹤煤五矿三水平延深轨道下山随着开采深度的不断向下延深,巷道支护难度增大,围岩稳定性差,顶板破碎、底鼓严重,该矿结合本矿地质条件,采用锚网喷＋锚＋U36型钢棚联合支护形式,有效控制了巷道的强烈变形,提高了掘进速度,取得了良好的支护效果。     

唐口煤矿深部软岩巷道支护技术研究

通过对唐口煤矿深部高应力软岩巷道的FLAC 3D数值模拟,揭示了深部高应力软岩巷道开挖后的围岩应力场、位移场及塑性区的演化规律;提出了锚注联合支护技术,对比研究了3种支护方式的支护效果,并在施工过程中通过现场监测及时反馈监测信息进行支护方案及参数优化设计。工程实践表明,锚注联合支护技术能够较好地控制深部高应力软岩巷道围岩的大变形、强流变和底臌。