复合顶板中锚固力扩散模型及其支护参数优化研究

为研究复合顶板中锚杆锚固力的扩散规律,以大阳煤 矿3306轨道顺槽为工程背景,采用应力扩散效应、梁弯曲理 论和现场监测手段,构建复合顶板中单根锚杆锚固力扩散模 型和锚杆间排距设计优化模型,并通过现场工程应用对该模 型进行了验证。结果表明:锚固应力穿过复合顶板岩层界面 时发生应力衰减和应力扩散角突变是导致复合顶板与均质 岩层中锚固应力分布差异的本质原因;基于优化模型得到的 支护方案在保证顶板安全的同时,比原方案锚杆间排距增加 了180mm;锚杆间排距随锚杆预紧力的增加呈线性规律增 大,随下岩层与上岩层厚度比的增大呈对数型规律增大,随 下岩层与上岩层弹性模量比的增加呈指数型规律增大;预紧 力对锚杆间排距的影响最大,厚度比和弹性模量比次之,由 于顶板岩层弹性模量不易改变,优化支护时优先考虑提高锚 杆的预紧力;研究成果对复合顶板的支护理论和支护设计优 化方案提供理论依据。     

近浅埋煤层软岩巷道支护技术

针对近浅埋条件的李家壕煤矿运输顺槽软岩顶板容易冒顶的问题,对事故原因进行分析和对锚索、锚杆进行选型,优化了支护参数,提出堵水、注浆及全长锚固的措施。位移监测数据证明,新支护有效地控制了顶板位移,支护效果良好,为类似条件的巷道支护提供了借鉴经验。     

深厚表土高应力厚煤层综放巷道支护技术研究

该文针对梁宝寺煤矿深厚表土层、高地应力、厚煤层综放巷道的特点,设计制定了高强预应力锚杆+锚网+W钢带+桁架+高强锚索的复合支护方式,并在其3107顺槽进行了试验和应用,取得了很好的支护效果,是解决深厚表土层高地应力厚煤层综放巷道顶板支护问题的有效途径。     

煤层顶板巷道锚固机理及控制技术研究

针对煤层顶板巷道地质特点和锚杆锚固范围,将煤层顶板巷道分为复合型、薄顶、中厚顶和厚顶四类。提出"煤体-锚固"复合承载体概念并分析其受力,推导了支护及煤体参数与上覆均载的关系公式。设计了张集矿胶带顺槽煤层顶板的支护。     

大埋深组合顶板巷道围岩支护技术研究

深部采准巷道支护问题是当前煤炭资源向深部开采所必须解决的关键问题之一。而深部采准巷道顶板多为复合层状顶板,并受到较大的上覆垂直荷载和水平构造应力的联合作用。通过对复合层状顶板锚固形成的组合岩梁进行受力分析,得出梁下侧的最大拉应力计算公式。根据最大拉应力准则确定出组合岩梁的高度,进而确定锚杆的长度。根据所得结论对关中某煤矿40303工作面采准巷道复合顶板进行参数设计,结果表明,对深部巷道复合层状顶板锚固所形成的组合岩梁能有效承载较大的上覆垂直荷载和水平构造应力,采用该支护方案可有效控制复合顶板的变形,取得较好的支护效果。     

锚杆桁架在松软破碎顶板巷道控制中的应用研究

为解决潞宁煤业软弱破碎顶板巷道支护问题,以22115运输顺槽为研究背景,基于锚杆桁架成拱理论,提出采用顶板锚杆桁架管理破碎顶板,运用FLAC3D对巷道控制效果进行数值模拟。应用结果表明:22115运输顺槽破碎顶板采用锚杆桁架联合支护技术后,巷道顶板和两帮相对位移为99.2mm和80mm,巷道断面收缩率为4.59%,巷道稳定性较好。     

高预应力复合主动支护在孤岛工作面顺槽中的应用

孤岛工作面处于应力叠加区域,顺槽支护强度要求比较高,如果支护强度不达标,便会出现顶板失稳,支护失效,影响工作面安全回采。以黄陵矿业一号煤矿625孤岛工作面为例,通过理论分析、数值计算、现场观测等方法,采用高预应力复合主动支护方式,有效控制孤岛工作面顺槽围岩变形破坏、顶板离层、顶板下沉量和巷帮收敛量。     

近浅埋煤层软岩巷道支护技术

针对近浅埋条件的李家壕煤矿运输顺槽软岩顶板容易冒顶的问题,通过对冒顶事故原因的分析,对锚索、锚杆的合理性进行选型,优化了支护参数,针对影响支护效果的因素提出堵水、注浆及全长锚固的措施。位移监测数据证明,新支护有效地控制了顶板位移,支护效果良好,为类似条件的巷道支护提供了可借鉴经验。     

高应力坚硬顶板煤层巷道锚杆支护方案的确定

针对国内某大型矿井高应力坚硬厚顶板煤层巷道锚杆支护方案的优化问题,通过分析初步确定了锚杆支护的候选方案,随后利用数值计算各方案时巷道围岩的稳定性,并据此确定锚杆支护方案.研究结果表明:该矿回采巷道属于高应力坚硬厚顶板煤层巷道,属于I类巷道顶板,巷道支护的重点应在巷道两帮.锚杆支护参数(锚杆直径、锚杆长度、锚杆间排距)对支护效果有较大影响.该矿条件下,帮部锚杆间排距对支护效果的影响较敏感;回采巷道帮部锚杆采用直径18mm、长度2.4m、间排距0.8m、锚固长度0.8m时锚固效果较好,能满足巷道稳定性要求.     

厚层复合顶板大断面沿空煤巷组合支护技术

随着煤矿采深加大与延伸,普通锚网(索)喷支护较难维持厚层复合顶板大断面煤巷围岩稳定性。通过对大量复合顶板事故调查及其产生过程分析,获得了复合顶板事故失稳机制及控制方案,并在许厂煤矿4312皮带顺槽进行了支护技术现场实践,取得了较好的支护效果。研究结果表明:为有效控制复合顶板岩层离层与竖向拉伸裂隙产生,可施加锚索来实现减跨作用,采取高强预应力锚固顶板下位复合岩层来提高岩梁的整体抗弯刚度,以减小顶板岩梁产生的弯曲应力;高强预应力锚杆、锚索、钢带和钢筋梯组成的"四位一体"的组合支护技术可较好地解决厚层复合顶板大断面沿空煤巷围岩稳定难题。     

破碎顶板巷道支护技术应用

四明山煤矿9102运输顺槽掘进过程中,受采空区及构造影响,掘进至450 m处时,顶板出现破碎现象,导致巷道顶板锚杆(索)失效严重.四明山煤矿分析了巷道顶板破碎原因,并对巷道支护方式进行优化,采用"桁架锚索+超前管棚"联合支护,现场应用结果表明,采取联合支护后,应力区巷道顶板下沉现象得到有效控制.     

中孔注浆锚索在破碎顶板支护中应用分析

针对塔山煤矿三盘区2305巷掘进期间受集中应力影响,巷道顶板出现下沉、破碎以及肩角煤柱垮漏等现象,合理分析了传统锚杆(索)支护存在的主要问题,提出了终孔注浆锚索支护。该支护实现了锚索全长锚固、锚索与顶板耦合支护,巷道顶板下沉量控制在0.24 m以下,大大提高了顶板稳定性,取得了较好的效果。     

复杂条件下掘进巷道支护优化设计

为了解决复杂条件下巷道顶板支护难度大、支护失效率高、支护效果差等技术难题,龙顶山煤矿通过技术研究,对9102运输顺槽掘进过F2断层期间原顶板支护主要存在的问题进行分析,并根据实际生产情况,对原支护进行优化,提出了“大锚杆+梯形锚棚”联合支护,通过实际应用效果来看,联合支护有效控制断层处顶板破碎现象,取得了显著应用成效。     

复合顶板条件预应力锚网支护技术研究及应用

陕西火石咀煤矿主要开采4-2号煤,8602工作面顺槽沿煤层底板掘进,顶板围岩松软破碎,为煤岩复合顶板,支护难度较大。矿山原采用全螺纹钢锚杆进行支护,在支护过程中顶板下沉量大,两帮变形严重,巷道返修率极高。研究改用高强扭矩应力锚杆结合W钢带和鸟窝锚索支护后,有效保证了巷道的支护效果。试验应用结果表明,与原来直径22mm的全螺纹钢锚杆相比,采用直径18mm的高强锚杆和鸟窝锚索支护可以有效地控制巷道围岩变形,减少了巷道翻修量,创造了良好的社会效益及经济效益。     

夹矸煤层巷道锚杆支护角锚杆倾斜角度的确定及稳定性研究

针对国内某大型矿井工作面顺槽的现场条件,以整体锚固理论为指导,采用理论分析与数值计算相结合方法,研究不同锚杆支护方案下巷道的应力场变化情况.研究结果表明:采用整体锚固能够使巷道围岩形成一个整体锚固带,即锚固应力压缩带,角锚杆不同的倾斜角度会产生不同的整体锚固效果;煤层巷道顶板、两帮及底板由于层状分布而整体性差,在利用锚杆支护时,应采用整体锚固支护技术,以使其形成整体的锚固结构;顶板和两帮的角锚杆随着倾斜角度的增大,巷道锚固体间的缝隙逐渐变小,直至完全成为一个整体;当顶角锚杆、底角锚杆倾斜角度达到一定值时,最大主应力场在巷道周围形成了一个完整的压缩带,即整体锚固,此事如果角度继续增大,锚固效果将逐渐降低.     

十五号煤三盘区首采工作面巷道支护效果分析

凤凰山煤矿15~#煤三盘区XV3307综采工作面两顺槽顶板和两帮均采用锚梁支护,顶板采用锚索补强支护。从矿压监测数据来看,巷道未发生较大的变形,说明支护设计合理,保持了巷道围岩的整体稳定,充分发挥了锚杆、锚索支护的主动性,起到了主动支护的效果。     

厚煤层破碎顶板巷道断面及支护优化研究

基于N1206回风顺槽在构造应力区出现顶板破碎、支护难度大、支护失效率高等现象,为了保证巷道安全快速掘进,提高破碎顶板支护效果,潞安集团余吾煤业有限公司掘进队通过技术研究,决定对N1206回风顺槽应力破碎区顶板采取锚棚联合支护技术,解决了传统锚杆支护扰动破坏严重、主动支护效果差的难题,取得了显著成效。     

高强高预应力让压锚杆支护技术

针对深井、高地应力破碎顶板情况下的巷道支护问题,华丰煤矿进行了大倾角高地应力解放层巷道支护技术研究。通过采用高预应力让压锚杆支护技术,在保证巷道支护效果和安全应用的情况下,有效控制了巷道围岩变形。解决了大采深、高地应力、大倾角和小煤柱顺槽支护问题。     

高地压巷道锚索让压支护技术的探讨

锚索配合锚杆进行松软顶板及高地压巷道的支护,使巷道的安全性和支护状况得到显著改善;然而在松软顶板、位于断层构造带或高地层压力特别是高水平应力围岩巷道中使用锚杆与锚索联合支护,锚索出现了大量的断裂或损坏。论文根据对高地压顺槽中锚索普遍破断的状况原因的调查与分析研究,提出了采用防止锚索破断的让压支护技术与措施,取得了明显的技术效果。     

屯兰矿28107皮带顺槽支护技术应用分析

因屯兰矿20105工作面皮带顺槽回采期间变形严重，为保证临近的28107皮带顺槽不出现类似问题，拟采用数值模拟方法对顺槽稳定性进行探讨；分析得到巷道顶板锚杆、锚索承受的最大应力为426.7 kN，超过锚杆、锚索极限拉拔应力，拟定增加U型钢等加强支护措施；实践中，经30天矿压观测，顶板最大位移量98 mm，巷道围岩稳定；该支护技术具有一定推广意义。