巷道围岩松动圈支护理论

基于多年对围岩松动圈的研究成果，本文提出并论述了松动圈支护理论、松动圈围岩分类方法和锚喷支护机理三个问题，现场实践和实验室研究表明：地应力与围岩的相互作用会产生大小不同的围岩松动圈；松动圈扩展过程中产生的碎胀力及其所造成的有害变形是巷道支护的主要对象；松动圈尺寸越大，巷道收剑变形也越大，支护越困难。而在现场条件下，支护对松动圈的影响并不明显，因此，取松动圈尺寸作为围岩分类指标是科学的、合理的、已经     

破碎围岩巷道变形因素分析及支护优化设计

针对米山煤业辅助运输石门破碎围岩大变形巷道的失稳破坏问题,分析了巷道支护锚杆(锚索)与巷道围岩作用机理,从理论方面分析了造成巷道大变形破坏的机理,认为巷道围岩原生结构面上产生了较为显著的离层、滑动与张开,新生破裂随之产生并全面扩展,导致围岩变形严重.根据现场围岩条件,提出了注浆加固+高预应力锚索的联合支护方案.根据研究方案在辅助运输石门进行了现场应用,分析与评价支护效果,验证理论分析的正确性与支护方法的有效性.     

围岩松动圈与巷道支护

本文根据围岩状态和现场实际分析论述了巷道支护的主要对象是围岩松动圈形成过程中所产生的碎胀变形力，给出了巷道支护围岩松动圈分类表，依据围岩类别分别阐述了锚喷支护机理。     

深部巷道围岩松动圈稳定控制理论与技术进展

围岩松动圈支护理论是在研究巷道围岩物理和力学状态的过程中发展起来的一种实用性岩层控制理论,近30年来在围岩松动圈支护对象与围岩分类、大松动圈围岩控制理论与技术、松动圈测试技术等方面取得长足的进步,深部巷道围岩控制的核心是确定支护对象并形成支护-围岩稳定结构,围岩的破裂膨胀及破裂后块体非连续变形构成的形变压力是巷道支护的对象。巷道围岩松动圈分类是建立围岩稳定性评价方法的核心内容,旨在正确评价围岩的支护难易程度、确定主要支护对象、优化支护参数和提出合理的施工工艺,为此形成深部大松动圈围岩综合指标分类法。深部巷道松动圈支护技术开发出被动支护、主动支护、改性加固技术、应力转移技术、联合支护等5大类围岩控制技术;形成以锚杆(索)为主体支护的多种支护方式并存的巷道支护体系,解决了大量巷道支护难题。巷道围岩松动圈厚度值可通过理论分析、相似材料模型试验、数值模拟、现场实测及智能预测方法获得;开展深部巷道围岩松动圈现场实测,可在理论与试验方面不作任何假设,能得到准确可靠的数据。探讨分析围岩松动圈测试与深部巷道大松动圈围岩支护中存在的技术难题及应对措施,可为深部巷道支护设计研究提供借鉴思路。     

围岩中等稳定煤层巷道锚杆支护

分析了巷道开挖后的力学状态模型 ,指出峰后围岩的剪胀变形是围岩变形的主要形式。锚杆支护的目的 ,在于限制围岩的剪胀变形 ,使围岩在较高的应力状态下获得稳定。结合锚杆支护现场试验 ,选择及校验了围岩中等稳定条件下煤层巷道锚杆支护的支护参数 ,并指出了存在的问题及锚杆支护的发展方向。     

弱胶结软岩煤巷锚杆索-围岩变形协同控制方法研究

针对西部弱胶结软岩煤巷顶板支护易失效问题,在探究弱胶结泥岩物性组分及破坏力学特征基础上,分析弱胶结软岩巷道围岩破坏特征,揭示弱胶结软岩巷道顶板破坏失稳机理,提出弱胶结软岩高预紧力下锚杆-围岩变形协同机理,开发相应支护设计方法,并进行应用实践。结果表明:(1)弱胶结软岩黏土矿物含量高,微裂隙发育造成其强度小、黏聚力小、胶结性差、易碎胀,在低围压条件下就产生剪切滑移破坏,提高其等效黏聚力和围岩应力水平是提升其抗变形能力的最有效途径;(2)弱胶结泥岩特性、高水平应力及低锚杆(锚索)预紧力等因素综合作用下,弱胶结软岩顶板易发生整体性下沉,内部破裂严重,破裂范围最大达4.0 m,尤其是煤岩界面破裂剪胀使部分锚杆-锚索破断失效,加剧顶板破裂下沉;(3)锚杆支护作用体现在提高锚杆加固范围内岩层等效黏聚力,锚索支护则强调对其支护范围内岩层提供较强的支护应力,两者工作阻力越高支护效果越好;(4)高预紧力下锚杆与锚索联合支护时,锚杆、锚索变形与顶板变形下沉协同、相适应,且要最大程度发挥锚杆-锚索支护效能。现场应用表明,按照高预紧力锚杆-围岩形变协同支护后,弱胶结软岩巷道顶板控制效果好,达到设计预期,该方法为弱胶结软岩巷道支护提供参考。     

深部巷道围岩位移研究综述

深埋巷道围岩变形位移已成为衡量巷道矿压显现强烈程度和维护状况的重要指标,但现有的地压理论仍不能很好地定量计算巷道支护围岩位移。总结归纳了连续体力学方法、等效连续体模型研究、非连续体变形、现场测试及围岩松动圈支护理论在深埋巷道围岩位移方面的研究现状,比较分析了各种研究方法存在的优缺点。由于煤矿深部开采的巷道围岩普遍处于破裂非连续状态,故提出了将非连续变形分析(DDA)方法作为一种新的重要研究方向,同时认为应对围岩松动圈剪胀变形机理、不同岩石剪胀变形位移量作深入研究。     

围岩松动圈与巷道支护

本文根据围岩状态和现状实际分析论述了巷道支护的主要对象是围岩松圈形成过程中所产生的碎胀变形力，给出了巷道支护围岩松动圈分类表，依据围岩类别分别了锚喷支护机理。     

深部巷道围岩位岩位移研究综述

深埋巷道围岩变形位移已成为衡量巷道矿压显现强烈程度和维护状况的重要指标,但现有的地压理论仍不能很好地定量计算巷道支护围岩位移.总结归纳了连续体力学方法、等效连续体模型研究、非连续体变形、现场测试及围岩松动圈支护理论在深埋巷道围岩位移方面的研究现状,比较分析了各种研究方法存在的优缺点.由于煤矿深部开采的巷道围岩普遍处于破裂非连续状态,故提出了将非连续变形分析(DDA)方法作为一种新的重要研究方向,同时认为应对围岩松动圈剪胀变形机理、不同岩石剪胀变形位移量作深入研究.     

锚杆预紧力对煤矿巷道支护效果的响应特征研究

为从理论上揭示锚杆预紧力对巷道支护效果的作用机理,针对锚杆支护岩石巷道,建立了分析巷道围岩力学特征的理想弹塑性应变软化模型,获得施加预紧力锚杆支护后巷道围岩位移、应力分布的解析表达式,从理论上表明:提高锚杆预紧力对控制巷道围岩变形及改善巷道周边围岩的应力状态有积极的作用,有利于保持巷道围岩的稳定。并结合现场实际研究了锚杆预紧力对巷道支护效果的影响关系,研究成果对分析锚固作用机理及进行锚杆支护设计具有指导意义。     

巨厚煤顶巷道锚杆支护参数优化

以某矿综放工作面T1回风巷为研究对象,结合现场调研和实验室测试得出巷道煤岩物理力学特性;基于综放工作面回采过程中T1回风巷围岩变形离层和应力值的现场实测结果,得出巨厚煤层顶板煤巷围岩变形及支承压力分布特征;建立T1采动煤巷数值计算模型,分析原支护方案下巷道围岩支护安全性;综合巷道顶板煤岩性质测试、离层和应力现场实测及原支护方案支护安全性模拟结果,对巷道锚杆支护参数进行优化,并将优化后方案进行支护验证,效果良好。     

端锚锚杆对巷道围岩的支护作用分析

文章对端头锚锚杆对巷道围岩的支护作用的分析，并根据井下锚杆支护巷道顶板不同深度声波速度的实测，验证分析了锚杆对巷道围岩的强化作用，提出了锚杆支护的关键。据此可为现场锚杆支护参数设计、施工及支护效果分析提供技术指导。     

动压巷道围岩破坏机理及支护的数值模拟

针对鲁西煤矿3上107沿空轨巷受采动影响后破坏严重的问题，采用岩石破裂过程数值分析软件（RFPA^2D）模拟及现场实测相结合的方法，对巷道围岩变形破坏机理及主要影响因素进行分析；针对巷道围岩变形破坏特点，提出“卸压与整体支护”的新思路及相应支护方案和措施，并成功进行了现场工业性试验．研究结果表明：导致巷道严重破坏的主要因素为12m保护煤柱使巷道位于高应力条件下；距采空区一侧边缘5～8m为该条件下巷道布置的合理位置．在巷道受采动压力作用时，采用“卸压与整体支护”的思路所设计的锚固方案是较成功的支护形式．     

渝阳煤矿深部巷道支护优化设计研究

针对渝阳煤矿深部巷道N3702运输巷围岩变形严重、原支护方式效果差的问题,为保证巷道长久稳定与安全,通过巷道矿压监测与松动圈测试量化了围岩变形特征,研究了围岩变形与支护作用机理。研究结果表明:巷道围岩变形破坏具有明显的时间效应,顶底变形大于两帮变形。基于悬吊理论与最大水平应力理论进行支护优化设计,确定了合理有效的支护优化方案及参数,并进行了现场工程试验。根据现场监测结果分析,支护优化方案有效控制了巷道围岩变形,支护效果较好。     

近距离煤层采空区下回采巷道高强稳定型支护技术

为了解决某矿29101工作面轨道平巷掘后不久,顶板大面积下沉,致使工字钢顶梁压弯,棚腿弯曲内移等问题,采用现场调查分析和数值模拟,研究总结了巷道失稳破坏主要因素及不同支护方式下巷道围岩应力、位移和工字钢支架弯矩分布特征.研究结果表明:加大支护强度、提高围岩残余强度、充分发挥围岩承载能力、及时形成有效稳定承载结构可控制巷道浅部围岩强烈剪胀变形.根据锚杆(索)支护作用原理及数值模拟分析结果,提出了以高强预应力锚杆、锚索支护为基础,辅以工字钢支护的高强稳定型支护技术.实践应用证实,该支护方案效果良好,能有效控制巷道围岩变形.     

回采巷道锚杆支护机理分析

文章分析了锚杆对巷道围岩的支护加强作用及锚杆对极限平衡区大小的影响,通过理论计算及现场实测对锚杆支护机理进行了研究,并提出相关支护建议,据此可为现场钷杆支护参数设计及施工提供技术指导。     

夹河矿深部煤巷围岩稳定性控制技术研究

为解决夹河矿深部开采时煤巷出现的围岩变形量大、支护体破坏严重等非线性大变形问题，采用现场工程调查、微观组构实验等手段，分析了巷道围岩破坏失稳主要是由于支护体与围岩在力学特性上的不耦合造成的。研究采用耦合支护非线性设计方法，得到锚网索耦合支护参数。现场试验表明，采用该设计方法进行锚网索耦合支护既能充分发挥锚网主动支护浅部围岩的能力，又能通过锚索调动深部围岩强度的支护能力，从而实现软岩巷道支护体与围岩在强度、刚度和结构上的耦合，发挥支护体与围岩共同承担荷载的作用，实现深部煤巷的稳定性．     

深部构造应力作用下的巷道稳定控制技术

分析了某矿-850 m二采区轨道下山围岩变形破坏机理,指出围岩在强构造应力作用下的碎胀性和长期流变特性是导致该类巷道变形破坏、难支护的主要原因。提出了高强、高预紧力锚杆支护和注浆加固的控制技术。现场应用表明,-850 m二采区轨道下山采用高强、高预紧力锚杆支护和注浆加固支护方式后,不但可以明显限制围岩的碎胀变形,而且还能有效控制围岩的长期流变,保证巷道的长期稳定。     

锚注支护软岩巷道的实践与理论分析

从现场锚注支护实践出发，说明这种支护方式对于IV，V类围岩的控制是很有效的，最后介绍了围岩松动圈支护理论及软岩巷道锚注支护的机理。     

基于FLAC~(3D)分区赋值的煤巷变形破坏特征及控制研究

针对大断面特厚煤层巷道支护困难及数值模拟中围岩参数的合理选取问题,采用室内试验、现场测试和理论计算相结合的研究方法,分析巷道不同部位围岩的真实强度,并基于"分区赋值"思想研究大断面特厚煤层巷道的变形破坏特征,选取与之相符的松动圈支护理论进行控制设计,结果表明:理论计算、现场实测及数值模拟得出的松动圈厚度分别为1.51m、1.57m和1.6m,三者基本吻合;无支护时围岩变形均匀地向巷道空间发展,顶板易发生整体性垮落,围岩位移主要由松动圈范围内围岩碎胀变形引起;数值模拟表明支护方案形成组合拱的厚度与预期结果相符;工程应用效果良好,经济效益显著,说明松动圈支护理论能很好的解决大断面特厚煤层巷道的支护问题。