U型棚支护设计改造与应用研究

煤矿巷道支护中U型棚作为棚式支护的一种,属于被动的待压支护,支架的稳定性仅靠背帮、背顶获得,稳定性较差。文章以凉水井煤矿3-1煤开拓大巷过火烧区U型棚支护为背景,对U型棚支护过程中受载不匀失稳、放炮倒棚、冒顶推棚、棚腿下扎、支架S型扭曲变形等问题,对U型支架进行四项改造和应用研究,增强了支架支护强度和稳定性;支护流程的优化降低了劳动强度,提高了掘进施工效率和生产安全性,取得了很好的经济效益。     

袁店二矿81回风石门联合支护技术

袁店二矿81回风石门为软岩巷道,围岩变形量大,原采用U型钢棚支护,巷道变形破坏严重,威胁安全生产。后改用U型钢棚、锚杆、锚索、喷射混凝土、注浆锚杆联合支护,围岩变形得到了有效控制,巷道趋于稳定。     

棚索协同支护锚索间距理论研究与应用

为了确定U型钢支架和锚索协同支护系统中锚索的合理间距,分别建立了U型钢支架以及U型钢支架和锚索协同支护的力学模型,采用力法原理对力学模型进行分析,确定了棚索协同支护系统中锚索的间距。计算结果表明:棚索协同支护锚索的间距与侧压力系数、巷道的断面尺寸和埋深有关。建立了松散煤体侧压力系数的解析表达式,对U型钢支架和锚索协同支护进行数值模拟。模拟结果表明:棚索协同支护系统中锚索的合理间距显著地减小了巷道围岩的变形量、塑性区的面积以及U型钢支架的最大弯矩,实现了U型棚与围岩之间以及锚索与深部围岩之间的耦合支护。实践表明:采用锚索和工字钢对U型钢支架的各关键部位进行加固,能够有效地控制巷道围岩的稳定性,保证煤矿的安全生产。     

软岩巷道修护支护技术实践

根据淮南矿业集团潘北矿-650m水平(地面标高23 m)东运道岩性、巷道破坏情况及原因分析,结合巷道服务年限,采用架喷、深浅孔注浆、锚杆锚索(加固巷道并对U型棚支架进行加固提高其承载力)支护方案,取得了明显效果,为软岩巷道修护支护方案提供了参考。     

冲击载荷作用下巷道支护方案优化研究

针对老虎台矿深部开采矿震频繁的问题,对动静载耦合作用下的巷道支护方案进行优化。建立了动静载耦合作用下的数值模拟,分别对巷道在"无支护"、"锚杆+锚网支护"、"锚杆+锚网+U型棚复合支护"和"锚杆+锚网+O型棚复合支护"4种支护方案进行冲击载荷模拟,"锚杆+锚网+U型棚复合支护"方案巷道围岩的破坏深度为1~1.7 m,围岩受力均匀、破坏范围较小,对围岩控制的整体效果较好。对不同动载荷大小条件下的支护效果进行模拟,当动载荷大于70MPa时,巷道的围岩破坏范围超过了锚固区域,围岩的应力条件变差,巷道易发生失稳。该支护条件下动载的极限承载能力为70 MPa。     

巷道交岔点联合支护技术

U型钢支护巷道交岔点开口采用U型钢矩形棚与U型钢半圆拱形棚联合支护方法,有效解决了使用矿用工字钢及U型钢棚连锁抬棚时大断面开口抗压能力低、支架变形快、巷道维护难度大等问题,大大提高了三岔口支护强度,U型钢异型可缩性支架比较简单,承载能力大,可缩性较好,满足了通风、运输、行人需要,取得了良好效果。     

深部岩巷U型钢支架屈曲变形失稳分析

根据朱集西煤矿11煤底板巷围岩工程地质条件和巷道变形破坏特征,结合U型钢多段支护特点,构建了U型钢支护支架—围岩承载力学模型,分析了深部软弱岩层条件下U型钢受力特征。通过支架承载能力的计算与校核,获得该条件下U型钢支架弯矩、剪力、轴力的分布特征,确定了应力集中分布的位置,对U型钢支架屈曲变形进行分析。提出了U型钢支护薄弱环节的加强支护方案,即在棚腿中部、肩窝和拱顶梁中部3个关键部位进行锚杆索配纵向钢带梁的支护方法,提高了支架—围岩的整体承载性能,使返修巷道的支护取得了良好的效果。     

煤巷大断面巷道“软支护”技术的应用与研究

洛阳义安矿业公司11采区轨道上山沿矿井二1煤层顶板掘进,巷道采用36U型钢棚+顶部锚网联合支护,由于巷道开掘后围岩应力重新分布,顶板压力显现后造成支架变形失修,经过理论研究和现场实践,采用"软支护"技术后大大降低了围岩应力显现时对支架的直接破坏,使巷道形成"软性承压—钢棚支护"的共同阶段性支护体,巷道的安全和支护状况得到了显著改善,同时大大降低了巷道支护成本与维护费用,取得了较好的支护效果和经济效益。     

煤矿巷道支护方案与支护参数优化设计研究

为了确保矿井巷道的稳定性,分析了原有围岩赋存条件以及原有巷道破坏现状,根据巷道受到采动影响后围岩变形失稳情况,对原有巷道支护方案与支护参数进行了优化,施工工艺主要采用刷帮挑顶假U型棚、喷浆封闭U型钢棚、浅孔充填注浆、顶部加强锚杆支护、底板钻孔卸压联合控制、帮顶深孔注浆强化围岩和帮顶部锚索加固等施工工艺,最后通过矿山压力观测,验证了该技术的实用性。     

U型钢梯形棚与三心拱棚联合支护技术的应用

U型钢巷道交岔点开门支护采用U型钢梯形棚与U型钢三心拱棚联合支护方法,有效解决了使用矿工钢及U型钢联锁抬梁大断面开门抗压能力低、支架变形快、巷道维护难度大等问题,并且支架稳定性好,有利于通风、运料、行人。     

新型可缩式U型棚连锁拉杆装置的研制及应用

巷道掘进开拓在通过“三软”煤层或穿过煤层时,采用可缩式U型钢架棚支护炮掘方式掘进开拓,迎头爆破存在有崩倒棚或(漏)冒顶现象的发生。因此,掘进工作面迎头采用可靠的连锁拉杆,从而提高抗压强度,丰富了可缩式U型钢架棚支护技术。     

深部极软岩巷道稳定性及支护分析

随着煤炭浅部资源的慢慢枯竭,巷道开挖不断向深部发展,围岩破碎、软化日渐明显,巷道容易发生大变形、变形速度快、底拱严重等情况。通过采用钻孔摄像等仪器的测量及现场观测,总结了巷道严重失稳破坏的原因。基于这种情况,设计了一种新型"U"型棚-锚喷联合支护结构,通过主动与被动耦合的方法来阻止巷道失稳,得到了很好的支护效果。     

超前注浆管棚支护在应力区破碎顶板中应用

为了有效解决白洞矿2114巷过断层期间顶板破碎、下沉以及两帮收敛现象,提出了"超前注浆管棚支护+U型钢棚"联合控制技术,通过现场实际应用并对比监测发现,两帮收敛量由原来的0.62 m降低为0.21 m,顶板下沉量由原来的0.44 m降低为0.19 m。     

斜巷穿过极复杂地质构造带综合施工技术

为了有效解决倾斜巷道穿过极复杂地质构造带危险性大、成本高、进度慢等问题，在分析工程实际面临的技术难题和应对措施基础上，通过优化设计断面，采用管棚预注浆加固前方岩体，管棚托顶后预留中心岩体环形扩刷掘进，并及时架设U型钢支护，确保揭露岩体稳定，同时采用喷浆与锚注联合支护增强后方岩体承载能力等技术手段，安全、高效、快速完成了大埋深巷道在复杂地质构造带的施工。十字布点法的位移观测结果表明，所施工巷道质量标准符合要求，达到了预期效果。     

厚层泥岩淋水顶板过断层锚注架联合支护技术

为解决胡家河煤矿北西辅运大巷掘进过F22断层穿层期间厚层泥岩淋水顶板支护难题,分析研究了断层对顶板淋水影响及淋水巷道对围岩、锚固结构的弱化机理。结合注锚架喷联合支护原理,采用顶板施工集中泄水钻孔、超前注浆、架设U型棚、喷浆封闭支护技术,确定了合理的锚网索支护参数,并成功的应用于现场。工程实践表明,应用该技术后,巷道掘进期间围岩较为稳定,再未出现明显下沉及漏顶现象,顶板淋水明显减少,断层面前后巷道围岩下沉得到控制,两帮再未发生收敛,巷道掘进满足安全生产需要。     

软岩巷道支护常见支架结构稳定性研究

以山西潞安化工集团五阳煤矿南岭回风井82采区辅助运输巷某立交段为背景,针对常见11号矿用工字钢支架和现阶段U型棚支护形式进行稳定性研究,采用有限元软件(ABAQUS)进行弹性屈曲分析,通过理论计算进行了轴压稳定性分析,证明了现有U29方案相比11号矿用工字钢支架的优势,为今后软岩巷道支护工程设计提供了一定的参考。     

主斜井施工过老空区时的支护设计

在蛤蟆沟煤业新建主斜井井筒掘进穿过上组煤2#煤层20112回采工作面采空区期间,合理确定支护区段划分,采取有针对性的预注浆充填、加固、井筒巷道锚网索+钢带+U型钢架棚等联合支护,保证了井筒顺利通过采空区,为同类别巷道支护方案设计提供了较为具体和合理的工程实践依据。     

大埋深向斜轴部泥岩巷道复合支护方式应用研究

以位于向斜轴部附近的陈四楼煤矿九采区胶带下山1号联络巷为工程对象,在介绍其工程地质条件的基础上,分析原岩应力、断层、向斜构造、围岩条件对其变形破坏的影响,针对各影响因素并借鉴以往经验,提出“先喷后锚+锚网索+U型钢棚+注浆”的复合支护方案,设计与之配套的施工工艺流程,确保支护质量,并进行矿压观测。矿压观测分析表明,复合支护方案与工艺流程能够满足九采区1号联络巷的支护要求。     

松软破碎带巷道围岩变形控制研究

通过对朱仙庄矿Ⅱ5行人上山破碎带软岩巷道变形破坏特征的分析,指出巷道失稳变形剧烈的原因在于普通的U型钢可缩支架较低的工作阻力不能很好地阻止围岩进入失稳蠕变阶段。根据二次支护原理,提出采用超高强度型钢支架来控制围岩的这种流变特性。