极度破碎围岩下斜坡道掘进支护技术实践

恰拉塔矿区斜坡道施工过程中,围岩极度破碎,斜坡道明槽开挖后,工作面揭露为绿泥绿帘石,稍微触动便成片脱落,存在着很大的安全隐患,为了保证施工安全,必须进行支护。因正值冬季,天气寒冷,混凝土整体支护不能保证施工质量;如采用常规的锚网喷支护,在支护过程中可能存在巷道顶板塌方隐患。根据现场施工条件,确定采用超前锚杆+钢拱架+锚网喷联合支护方案。在开挖掘进作业前,在开挖面顶部一定范围内,沿坑道设计轮廓线向已施工的超前锚杆孔内打入一排或多排纵向锚杆,以形成一道顶部加固的岩石棚,在岩石棚保护下进行开挖、支护作业,至一定距离后(在尚未开挖的岩体中必须保留一定的超前长度),再施工后续超前锚杆,如此循环前进。斜坡道掘进21.5 m时顺利通过破碎段,整个过程历时15 d,安装20架25U型钢拱架,施工78根超前锚杆,施工216根环向锚杆,无安全事故发生。采用超前锚杆+钢拱架+锚网喷联合支护技术,确保了施工安全,顺利通过围岩极度破碎段,取得了良好的效果,为同类工程施工积累了宝贵经验。     

断层破碎带巷道的锚网喷架联合支护技术

断层破碎带巷道围岩变形呈现软岩特征,原有的巷道支护方式和技术失效。为解决断层破碎带支护问题和保证施工工期,根据软岩巷道支护理论,结合围岩性质提出了锚网喷架联合支护技术,并对设计方案进行了优化及分析。采用数值模拟对支护效果进行了分析,提出用药卷锚杆代替管缝式锚杆,架后充填进行释能让压,二次支护与巷道掘进平行作业。矿压监测结果表明,锚网喷架联合支护控制了巷道围岩的变形,保证了施工的安全,施工进度提高了66.7%。     

某矿软岩顶板回采巷道复合支护工艺

以某矿一采区103轨道巷为例,在分析矿山压力对其影响的基础上,设计了复合支护工艺。即掘进期,支护方式为"锚杆+锚索+W钢带+金属菱形网",回采前,在每两排巷帮锚杆间增加一架U型直腿钢棚进行支护,并详细讨论了复合支护工艺的施工流程。该工艺的应用,使得巷道变形量增加较小,可见该支护工艺有助于控制巷道围岩变形,可供类似矿山参考。     

杨庄矿过断层巷道支护技术

巷道掘进遇到断层时,围岩状况恶化,支护困难,此时需采取不同于平巷的支护手段。杨庄矿E3306运输巷掘进时揭露F_(86)断层,巷道的稳定性受到影响,通过采取加密锚杆+架棚的支护措施,使巷道的破碎顶板及两帮得以控制,实现了安全、快速掘巷的目标。     

大断面巷道过大落差逆断层破碎带支护技术

针对断层破碎带内岩层裂隙发育,大断面巷道过大落差断层破碎带时,传统过断层工艺难以保证巷道稳定性和行人安全及运输的问题,根据潘三矿西三C组煤中部采区矸石带式输送机运输上山过落差为20~60m的大型逆断层的工程地质条件,制定先对断层破碎带进行预注浆,再采用中空注浆锚杆(索)超前加固顶板围岩,实施架棚支护,最后对巷道围岩进行二次注浆加固的支护方案。工程实践表明:采用"预注浆+超前支护+架棚+二次注浆"全断面一次通过断层破碎带的支护技术,使采区矸石带式输送机运输上山安全通过断层破碎带,巷道变形量小,稳定性较好。     

深井高应力大断面煤巷过断层掘进支护技术研究

针对深部高应力巷道过断层破碎带围岩控制困难的问题,以丁集矿东翼采区1521(3)轨顺过SF271断层异常带为工程背景,分析了断层构造带内裂隙发育、复合顶板泥化软化程度高、局部富水性强等支护难点,提出"预注浆+超前撞楔掩护架棚+二次补注浆"的联合支护方案。实践表明,该支护方案可有效提高断层破碎带内巷道围岩稳定性,确保巷道掘进安全。     

铝土矿山平巷施工中的管棚超前支护

在某铝土矿山井建平巷开挖掘进施工过程中,碰到一个约60 m宽大断层破碎带,围岩自稳能力差,施工不当就会引起冒顶等垮塌事故,严重影响施工安全和施工进度。采用工作面超前钻探,针对软弱破碎带采用小管棚超前支护可以保证巷道顺利的掘进。详细介绍了该段巷道掘进中管棚支护设计参数与施工要求,工程历经2个多月,顺利通过该破碎带。     

西石门铁矿残矿回采复杂围岩巷道掘支技术

西石门铁矿采用平底堑沟底部结构的诱导冒落法开采下盘残矿,由于下盘围岩软破且受原采空区的影响,采准工程的掘进与维护均十分困难。为解决该问题,在调查分析残采巷道破坏特点的基础上,将残矿采准工程分为3类:1实体软破围岩,该类围岩多半采动应力大,且应力方向变化复杂,巷道开挖后支护拱架扭曲变形严重,为减缓变形速度和调节应力方向,采用喷锚网+U型可缩性金属拱架联合支护形式;2散体围岩,该类围岩多为矽卡岩+粉矿,虽经过一定的沉实作用,巷道掌子面能够立住,但开挖后顶板易坍塌,为此采用超前锚杆+U型可缩性金属拱架结合支护形式;3巷道穿过冒落空区,此时空区高度多为5~7 m,宽3~5 m,顶板易发生掉块现象,为此设计采用整体拱棚支护技术。上述措施实施后,西石门铁矿残矿回采工程的稳定性得到了有效控制,改善了矿井安全生产条件,实现了复杂残矿的安全回采。     

新峪矿锚杆支护的研究与应用

新峪矿在开采9#、10#、11#煤层时,巷道顶板为6300mm厚的煤层以及800mm厚的泥岩,采用6根直径为22mm、长为2200mm的螺纹钢全长锚固锚杆,锚杆排距为1000mm,再配合合理的锚索和钢带的支护形式,就能够有效控制巷道的围岩,既保证了施工安全,又提高了掘进速度,与原来的工字钢架棚支护相比,掘进速度由日进9000mm提高到日进15000mm,支护成本减少了38%,达到了矿井安全快速掘进的目的。     

运输大巷过断层施工技术实践

断层的存在不仅影响巷道掘进速度,而且容易引发一系列安全事故。根据兴陶煤业有限公司二水平三采区运输大巷掘进过断层为实例,采用临时支护、永久支护、锚杆+锚索+钢带+钢筋焊接网、架棚支护等联合支护方式,实现对围岩的有效控制,保证巷道掘进过程中的安全、顺利。     

大断面软岩斜井高强度钢管混凝土支架支护技术

查干淖尔矿主斜井泥岩段围岩变形量大,速度快,巷道支护困难,结合主斜井泥岩段膨胀性软岩的工程地质条件和围岩变形特征,并结合主斜井泥岩段的巷道围岩变形特点,设计了高强度钢管混凝土支架支护方案,其中,巷道断面采用马蹄形,钢管混凝土支架主体钢管选用194 mm×10 mm无缝钢管,充填C40钢纤维混凝土,辅助金属网支护和混凝土喷层支护。通过数值分析可知,主斜井泥岩段开挖后及时施加钢管混凝土支架支护方案,钢管混凝土支架承载能力大,能够提供强大的支护反力,限制巷道围岩向巷道空间的移动,保证巷道围岩稳定和支护结构可靠。通过巷道施工和现场监测分析可知,大断面软岩巷道高强度快速支护方案易于施工,能够维持主斜井泥岩段软岩巷道围岩的稳定。     

西石门铁矿北区软弱破碎围岩巷道掘支技术

西石门铁矿北区开采时,需在蚀变闪长岩、矽卡岩等软弱、松散、破碎的围岩中掘进巷道,在这些巷道掘进过程中,常出现底板凹陷、设备运行不畅,掌子面冒落,巷道开口不易等问题。针对此类围岩,经过长期生产实践,西石门铁矿形成了一套切实可行的掘支技术。本文从设备和巷道断面确定、掘进爆破、支护方式及施工、施工组织等方面,对西石门铁矿北区软弱破碎围岩的掘支技术进行了总结和改进,供生产状况类似的矿山借鉴。     

无煤柱沿空掘巷技术在永夏矿区的应用

针对永夏矿区城郊煤矿十四辅助采区轨道巷完全沿空掘进围岩控制问题,分析了无煤柱沿空掘巷在资源采出率、围岩应力环境、施工效率等方面的优越性。通过建立完全沿空掘巷围岩力学模型,较为详细的分析了中厚煤层无煤柱沿空掘巷围岩应力分布规律、上覆岩层的赋存状态,总结了完全沿空掘巷围岩的变形特征,并提出无煤柱完全沿空掘巷围岩控制需要解决的关键问题。有针对性地制定了围岩控制方案,顶板采用“锚网梯+锚索补强”、沿空侧帮部通过“留设薄煤皮+打设29U型钢棚柱”、实体煤侧帮部采用“锚网帯+锚索补强”的联合支护技术方案。现场施工后设置矿压观测站,对无煤柱沿空掘巷围岩控制技术实施效果进行了跟踪监测。观测结果显示,巷道施工后顶板离层量及顶帮变形量较留设煤柱施工大幅减少,验证了技术方案的有效性。     

复杂条件下软岩巷道底鼓综合治理技术研究与应用

陈四楼煤矿北翼-640 m轨道暗斜井在巷道掘进过程中受落差163 m的F₁₈正断层影响,巷道由断层下盘的泥岩、砂质泥岩层位进入断层上盘的K₅砂岩层位施工,岩层破碎,应力集中,巷道底板持续变形严重,针对陈四楼煤矿北翼-640 m轨道暗斜井巷道底鼓持续变形的现象,基于巷道围岩变形机理、松动圈理论、围岩加固理论,通过理论分析、现场试验、矿压观测等手段,提出了复杂条件下软岩巷道底鼓综合治理技术,即:采用“注浆+锚网（钢带）+中空注浆锚索注浆（锚索梁）+混凝土浇筑”的联合底鼓治理技术,有效改善围岩力学性质,提高锚杆锚固基础。现场工程实践表明,该套软岩巷道底鼓综合治理技术有效控制了巷道变形,确保了巷道安全生产使用要求,支护效果明显,对治理软岩巷道底板反复变形和矿井的长期高效安全生产建设具有重大的意义。     

大断面开切眼迈步掘进一次成巷工艺技术研究

为了保证综采工作面大尺寸回采设备的安装,需要掘进大断面的切眼巷道,然而大断面切眼如何快速成巷、稳固支护,始终是难以解决的问题。为此提出了迈步掘进一次性成巷的施工工艺,即对于6100mm宽的巷道而言,第一次施工宽度4000mm巷道,施工一个班后,迈步至第二次施工剩余的2100mm宽度,往复交替循环,避免了二次扩帮与安装的交叉作业,节省了时间。采用锚杆(索)上钢带、钢筋网支护的主动支护参数,有效控制了围岩变形,顶板下沉量最大为130mm,两帮移近量最大为164mm。现场掘进过程中,从未发生过安全事故,该技术的使用提高了掘进效率,保障了安全。     

水胶炸药聚能光爆技术在岩巷施工中的研究与应用

鹤煤公司现光面爆破技术存在周边围岩超、欠挖仍较严重等问题,特别是在较软弱破碎岩石中,问题尤为突出,且存在着单位耗药量大、爆破震动和空气冲击波强度大、围岩超挖和损伤大等一系列问题。为了保证光爆效果,提高巷道施工单进水平,以鹤煤六矿31采区回风上山岩巷掘进工作面为工程背景,经过井下现场反复试验、摸索、修正、分析总结,对炮眼布置、炮眼角度以及装药结构、装药量进行重新设计及优化,采用水胶炸药聚能光爆技术。工程实践表明,水胶炸药聚能光爆技术提高了岩巷掘进速度,减弱了围岩震动速度,实现了“三提高,一保护”的作用。研究对类似的岩巷掘进工程具有借鉴意义。     

复杂地质条件下预应力注浆锚索全长锚固技术研究与应用

随着煤矿开采深度的不断加大,深部支护的矛盾逐渐突出。针对平煤矿区某矿-700 m高位瓦斯巷掘进支护过程中随着地应力的不断增大、施工中支护难度加大的实际问题,采用不同的注浆材料可以改变岩土结构及力学性质的理论方法,进行了注浆锚索锚注支护机理及施工工艺的研究,并通过采取“注浆＋中空注浆锚索联合支护”施工技术,解决了深部软岩掘进巷道缩帮、缩顶、蠕动变形的技术难题,有效提高了深部围岩的抗压强度和自承能力,从而改善巷道的区域稳定特性。实践证明,采用锚注支护,可以有效控制软岩巷道深部围岩的变形与破坏,增强巷道的稳定性,取得了良好的支护效果,改善了现场支护环境,为同类工程施工提供了技术借鉴。     

注浆固化截抽综合防突揭煤技术在五轮山矿的应用

为了实现巷道掘进穿断层群与煤层群并存复杂地质条件下快速安全揭煤,根据煤与瓦斯突出防治机理和破碎围岩支护机理,提出“注浆-固化-截抽”综合防突揭煤技术,并以五轮山矿运输大巷掘进为工程背景进行该项技术试验。首先,通过“管棚+注浆”支护技术对前掘巷道围岩进行超前控制,防止冒顶诱导突出|其次,应用“注浆+固化”技术对前掘巷道的全断面煤岩体进行注浆固化,改善煤岩体结构,降低突出指标K1值|最后,通过截抽孔将被注浆固化后隔离的瓦斯抽离断层群段煤层群区域,形成“注浆+固化+截抽”综合防突揭煤技术体系。该技术不仅可以防突,而且可以加强支护,保证安全、快速通过断层群段突出煤层群。     

整合矿井采空区内掘进巷道围岩综合控制技术研究

 针对重组整合矿井总回风巷掘进通过采空区时巷道围岩稳定性差,巷道掘进、支护困难的现状。通过理论分析、方案设计、现场工业性试验,建立了采空区内掘进巷道围岩综合控制技术体系。根据掘进巷道开挖过程中遇到的三种不同情况提出了巷道掘进前高冒区充填注浆构成人工假顶及掘进时钻孔超前注浆提高围岩强度技术方法,提出了锚杆（索）网与料石墙工字钢砼背板棚联合支护的多层次综合支护技术方法,解决了采空区覆岩强度低、自承结构能力小的围岩控制技术难题。实践表明,采用综合控制技术有效保证了巷道围岩稳定,对类似条件下的井巷施工具有重要的借鉴意义。     

旗山矿深部断层冒落巷道修复技术研究

旗山矿-1000m水平北翼联络轨道大巷在初期掘进过程中,在断层附近巷道顶板上方出现了一定规模的冒落带.通过对巷道工程地质条件的分析和围岩特性的研究,确定了巷道围岩的类型及其变形力学机制,提出了巷道修复支护技术,在现场应用取得了成功.