高应力破碎大断面硐室掘进与联合支护技术研究与实践

为确保中关铁矿阶段空场嗣后充填采矿法大断面凿岩硐室的掘进及支护安全,针对硐室断面大、地应力高、围岩破碎等特点,研究并采用"硐室联络道+导硐+扩刷+条形矿柱"一次掘进和"锚网喷+长锚索"联合支护技术。凿岩硐室联络道及导硐施工过程采用临时支护,导硐全长贯通施工后组织后退扩刷,条形矿柱旁采用光面爆破确保成型质量,结合围岩松动圈理论并参考国内外同类矿山大断面硐室掘支的施工经验,确定锚索支护参数,锚网喷支护完成后组织锚索预控顶联合支护。实践表明:该技术施工安全性高,凿岩硐室成型及稳定性好,可为类似地质条件矿山提供借鉴与参考。     

下石节矿高应力泵房硐室围岩控制技术

针对下石节煤矿+950 m水平泵房硐室支护难题,为控制围岩变形量、保证使用要求和生产安全,通过对硐室原有锚网-碹体联合支护的失稳机理、采动影响、围岩物理化学性质及底板破坏特征进行分析,得出了围岩失稳的主要原因,并根据结构补偿和新奥法原理,提出了适用于软岩硐室支护的二次锚网索协同稳定性支护技术,有效的控制了下石节煤矿+950 m泵房硐室围岩变形。     

极弱胶结地层中硐室群围岩稳定性控制技术

针对五间房西一矿中央变电所这一极弱胶结地层中硐室群的稳定性问题,采用现场测试、数值模拟及现场监测相结合的研究方法,得到硐室群及相邻巷道在多次施工扰动效应下的围岩变形规律和稳定性控制方案,提出了初次支护采用网喷+拱形支架,二次支护采用单层钢筋砌碹混凝土,交叉点处超前支护或临时支护的复合支护方案。现场工业试验表明: 硐室群及相邻巷道围岩的稳定性较好,达到了理想的支护效果,对于极软胶结地层条件下大型硐室群的施工具有一定的借鉴价值。     

软岩硐室高预应力锚注加固模拟及应用分析

某矿九采区泵房、变电所布置在软岩地层中,为了解决软岩层硐室变形严重的问题,根据硐室围岩变形特性,对支护方案及参数进行设计,硐室修复采用高预应力锚注加固方案,硐室底板采用"反底拱+注浆+浇筑混凝土"加强支护方式。结合ABAQUS数值模拟,对不同支护方案进行围岩应力分析,结果表明,锚注支护条件下围岩的Mises应力分布大幅度下降,最大主应力与最小主应力之差也相对减小,围岩抗破坏能力增强。现场观测表明,硐室在预应力锚注加固条件下,硐室自身稳定,修复成功。     

锚网索喷联合支护在大断面硐室施工中的应用

某矿Ⅱ61下运输下山架空乘人硐室为深部大断面硐室,围岩破碎强度低,大断面硐室由于跨度大,施工工艺复杂,必须合理支护设计与施工.经过对砌喧支护、锚网索喷联合支护对比,决定采用锚网索喷联合支护施工,现场进行工业性实验,结果表明了硐室在锚梁网索喷联合支护下,硐室围岩变形得到了有效控制.     

复杂条件下净断面超100m~2特大硐室施工技术

针对全煤巷、超大断面硐室施工特点,实践中应用遇碎注浆、导硐施工、二次支护等施工工艺完成硐室施工,矿压观测表明,围岩变形较少,支护效果良好。通过在复杂围岩条件下超大断面硐室施工规律总结,为相似条件下井巷硐室施工积累了宝贵经验。     

立井大型设备换装硐室掘进支护设计

西部某矿井大型设备换装硐室施工断面大,掘进过程中支护效果成为保证硐室使用效果的关键,提出了换装硐室掘进支护设计方案。工程实践表明,硐室采用锚杆(索)全断面加强支护,锚杆能够保证硐室浅部范围内围岩的完整性,与锚索共同作用能够保证硐室围岩的稳定性。     

Hoek-Brown破坏准则下深埋硐室围岩抗震稳定性分析

考虑非线性Hoek-Brown破坏准则,对地震效应下深埋硐室围岩稳定性进行分析.基于深埋硐室"楔形塌落体+圆弧转动体"的破坏机制,采用"切线技术"将Hoek-Brown破坏准则引入极限分析上限法中,通过拟静力法将地震力作用到深埋硐室围岩上,推导了地震效应下深埋硐室围岩支护力上限解,分析了地震力加速度系数、Hoek-Brown破坏准则参数以及硐室围岩有关参数对深埋硐室围岩稳定性的影响规律.结果表明:1)随着地震效应的增强,维持深埋硐室稳定所需支护力增加,硐室围岩垮落范围也在扩大;2)Hoek-Brown破坏准则参数中较大的mi,GSI,σci有利于深埋硐室围岩的稳定,D的增加会减弱围岩稳定性;3)岩体重度γ和硐室尺寸R的增大会使深埋硐室围岩垮落的风险加大,侧压系数K的增加会造成深埋硐室顶板支护力降低.     

格栅在富水软岩大硐室修复中的应用

新上海一号煤矿副井马头门硐室破坏失稳的根本原因在于围岩应力超过了围岩强度,出现了大松动圈软岩工程。针对硐室跨度大、边墙高,支护结构整体性不强等特点,选用"锚网喷+格栅+锚索束桁架"支护结构,有效地控制了硐室的变形,为同类型的大硐室施工提供了依据。     

深部大断面软岩硐室支护技术优化及应用

为解决深部大断面软岩硐室急剧变形失稳问题,以朱集西煤矿西翼11煤运输大巷机头硐室为研究对象,采用理论分析与数值模拟的方法,对4种不同支护方案及不同支护结构(锚杆支护、锚杆+喷层支护、锚杆+锚索支护、锚杆+锚索+喷层支护)的围岩塑性区破坏深度与位移进行分析,得出方案三锚网喷初次支护+预应力锚索二次支护为最优方案。工程实践表明,采用耦合支护方案三后,支护结构的整体性承载能力和围岩的自承能力提高,机头硐室两帮移近量为25.98 mm,顶底板移近量为43.45 mm,有效控制了深部复合围岩的大变形失稳问题,保证了巷道围岩的长期稳定。     

特厚煤层中大断面硐室锚网喷支护技术研究与应用

随着采煤机械化程度的不断提高,矿井建设成巷速度越来越快,在特厚煤层中布置硐室也越来越普遍,东易煤矿井下主变电硐室由于煤层赋存条件复杂,托顶煤厚度大,整体为复合顶板全煤硐室,施工断面较大,通过应用软岩支护理论对特厚煤层全煤硐室的支护技术进行研究,采用锚网喷+锚索联合支护结构作为其支护方式,有利于在全煤硐室条件下改善围岩稳定状况,降低支护成本,减少维护费用,提高安全预控能力,不断创新施工工艺,提高现场施工的安全、质量控制水平。     

大断面破碎围岩硐室开挖与联合支护技术

为确保毛坪铅锌矿98线盲竖井大断面机房硐室的掘进及支护安全,针对硐室断面较大、围岩破碎和地应力高等特点,硐室施工中,采用"上下导硐、先拱后墙、分层开挖",结合"无轨盘旋斜坡道、溜井出渣"的开挖技术;并采用锚网索喷+钢筋混凝土砌碹联合支护形式,收到预期效果。围岩变形监测结果表明:锚网索喷+钢筋混凝土砌碹联合支护结构稳定性好、强度高,并能充分利用围岩自承载能力,较好地满足硐室长期稳定和防渗等要求。     

格栅钢架、锚网索联合支护在大断面硐室中的应用

对硐室过去支护方式及破坏机理进行综合分析,获得围岩变形破坏的机理。现采用格栅钢架配合高强度、高预紧力锚网索联合支护对变形破坏硐室进行修复,并合理设计支护参数,改进后的施工设计方案有效地控制了硐室围岩的变形破坏。     

深层软岩中硐室导巷大变形规律的数值模拟及应用

通过采用FLAC3D有限差分程序并结合现场实测的方法,对深层软岩硐室导巷法施工与支护技术进行了动态模拟与对比研究.系统分析了围岩应力应变分布受导硐影响的变化规律;硐室施工过程围岩与支护体共同作用下的变形规律.在此基础上,确定了硐室开挖、支护的合理参数.对于硐室导巷法施工,可以使围岩在原岩应力作用下充分产生流动变形,释放部分地应力;充分利用围岩自身的承载能力, 使地应力重新分布达到新的应力平衡状态,使地压力得到有效释放与控制,有利于永久支护.再次刷大处理时, 由于刷大的是围岩松动圈外圈的低应力松散带,避免了扰动深部围岩, 能有效控制巷道变形.     

深部高应力硐室围岩稳定性分析

针对深部高应力条件下硐室围岩变形严重、围岩稳定性差的问题,采用现场调查、试验研究和数值模拟等方法,分析了硐室围岩变形破坏特征和围岩变形机理,对硐室围岩矿物成分进行了分析,模拟了相邻硐室和巷道开挖对硐室围岩的扰动影响,对硐室围岩进行了松动圈窥视探测,确定了硐室支护方案。结果表明,新的支护方案提高了硐室的安全稳定性,硐室支护效果良好。     

深部硐室围岩破坏原因与稳定性控制技术

煤矿开采逐渐转向深部,深部硐室围岩大变形特征给硐室群稳定性控制带来很大难度。根据深部大断面硐室围岩力学特征及变形特性,通过地质条件分析、原岩应力测试、岩石微观组分分析,对深部硐室围岩破坏的影响因素进行了总结,以抗让结合的原则,提出深部构造复杂区域大断面硐室围岩稳定性控制对策。采用关键部位耦合支护控制技术+底脚锚杆+全断面锚索加强支护对深部大断面硐室进行强抗微让的强力支护方式,在葛亭煤矿230扩容泵房硐室成功应用,并对泵房硐室围岩收敛变形、锚杆索工况、离层进行了长期监测,围岩顶底板移近量仅12.5 mm,两帮内移量7.5 mm,锚杆索受力均匀,内外离层较小,完全满足矿井安全生产需要。     

大断面软弱围岩卸载硐室支护技术研究

针对煤仓上部卸载硐室断面大、围岩软弱的特点,模拟分析了断面尺寸、软弱围岩对围岩稳定性的影响,提出了大断面卸载硐室主动强力支护围岩稳定控制对策:分区耦合支护+关键部位强力支护+窄岩柱对穿锚索支护。实践表明,所采用支护技术有效控制了大断面卸载硐室围岩变形,实现了围岩稳定。     

复杂条件下大断面硐室围岩稳定性控制研究

针对陈四楼煤矿九采区复杂地质条件下大断面硐室围岩经常大面积严重破坏且围岩稳定性控制难度不断增大的问题,采用现场调查、试验研究和数值模拟的方法,分析了硐室围岩变形破坏特征,提出了锚杆锚索协同支护控制技术。采用数值模拟软件FLAC^3D对锚杆锚索支护后硐室围岩的水平应力场、垂直应力场及破坏场分布进行模拟,结果表明:硐室围岩支护效果良好,硐室能保持长期稳定。对类似条件下大断面硐室支护具有一定的指导意义。     

变电所大断面硐室光爆及支护技术的应用

为了保证变电所大断面硐室掘进施工和支护安全,通过对爆破方式和支护工艺分析,提出了采用光面爆破和锚网喷+锚索耦合支护的方法。应用表明,分段微差光爆能使围岩破坏程度减小,提高围岩抗拉平衡能力;锚网喷+锚索耦合支护方式可显著提高围岩稳定性,支护强度高,实现了大断面硐室快速掘进。     

高应力大断面硐室破裂岩体加固支护技术研究

文章简述了平顶山天安煤业公司八矿己四采区胶带机头硐室多次扩修及受邻近巷道开挖扰动的情况,分析了硐室破坏原因及支护机理,提出采用"锚网索喷+36U型钢拱棚+壁后注浆"联合支护技术,结果表明,该支护有效地控制了硐室的变形,硐室围岩稳定效果良好,对矿井类似条件下的支护有一定的指导意义。