综放工作面大断面切眼锚网索支护技术研究

根据现场工程地质条件调查分析、岩石物理力学特性和超厚坚硬高瓦斯大断面综放切眼围岩力学变形机制及其转化研究，提出了超厚坚硬高瓦斯综放工作面巷道锚网锚索耦合支护设计方案。根据试验结果，证明在白芨沟矿采用锚网锚索耦合支护技术在技术上是可行的、安全上是可靠的，经济上是合理的。     

不同条件下锚杆支护技术

结合实际对锚杆支护技术问题进行了分析，重点探讨了松软围岩巷道锚注加固、复合顶煤巷锚带网(锚杆、钢带、金属网)加锚索联合支护、综放顺槽采用锚杆锚索联合支护、综放面末采中应用锚网支护等技术问题。     

不同地质条件下的锚杆支护技术

影响巷道围岩完整性和稳定性的主要因素有巷道围岩强度、地应力、巷道断面形状和巷道断面尺寸等。不同地质条件下锚杆支护技术主要包括:松软围岩巷道锚注加固;复合顶煤巷锚带网加锚索联合支护;综放顺槽采用锚杆锚索联合支护;综放面末采锚网支护。     

综放沿空大跨度切眼施工桁架锚索支护技术研究

综放工作面切眼巷道跨度大,沿空施工时顶压及帮部侧压大,支护异常困难.针对该情况,通过研究、论证,在鲍店煤矿5306S综放工作面切眼施工中采取了新型桁架锚索支护技术,该支护方式是一种基于先进力学理论基础上的全新的支护方式,通过采取桁架锚索支护配合常规锚网支护措施,确保了切眼施工安全,现已安全顺利完成该切眼施工.     

全锚索支护技术在厚煤采空侧巷道中试验研究

阳煤集团新景煤矿80104工作面开采15#煤层,煤层平均厚6.52 m,采用综采放顶煤开采工艺.该工作面回风巷毗邻采空区,巷道沿底掘进,其顶煤松软破碎且应力高,采用传统的锚网索支护方式因锚杆预应力保持性能差,易导致巷道变形剧烈,严重影响综放工作面的正常推进.通过采用顶板全锚索支护技术,利用短锚索的高预应力加固性能和长锚索的优良悬吊功能,配合M钢带和金属网,取得了较好的巷道支护效果,为综放工作面实现高产高效创造了条件.     

松散厚煤层综放巷道预应力全锚索支护技术

阳泉煤业集团有限责任公司三矿在15#煤层综放巷道推广应用"锚网锚索"组合支护技术过程中,针对生产中出现的实际问题,根据锚杆支护的"刚性梁"新理论,研究试验了综放面受邻面动压影响巷道预应力全锚索支护技术,并分析了其支护机理及围岩变形特征,以及采用此支护技术所取得的技术经济效果。     

综放工作面沿空布置切眼支护技术

综放工作面沿空布置切眼采用锚、网、带十锚索联合支护是一次巷道布置和施工技术方面的大胆探索和有益实践。从沿空小煤柱支护的原理、支护参数、施工工艺三个方面进行了较为深入的理论和实践探索，分析了深井综放工作面沿空布置切眼支护在实践中取得的效果，对综放工作面切眼的施工有较为重要的指导意义。     

特厚煤层上覆采空区下锚网索耦合支护

根据南山煤矿煤层赋存特点,在15号煤层综放工作面底板层切眼及两巷进行特厚煤层上覆采空区下锚网索耦合支护试验,有效降低了巷道支护成本,增强了生产安全,使用效果良好,具有良好的技术、经济和安全效益。     

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。     

软厚煤层综放回采巷道支护优化数值模拟

本文针对软弱厚煤层综放工作面回采巷道支护困难的问题 ,采用 FLAC元法进行了支护优化的数值模拟研究 ,研究了工字钢、锚杆、锚索等不同支护形式对软弱厚煤顶板围岩变形、应力分布、塑性区发展破坏等的影响。给出了采用锚索与锚梁网支护软厚煤顶板的优化支护参数 ,应用证实了其可行性。     

强采动大断面煤层巷道破坏特征及协同控制技术

为了解决强采动大断面煤层巷道围岩控制难题,以王庄煤矿9107工作面回采巷道为研究对象,采用现场调查、理论分析和数值计算方法,对回风顺槽变形破坏特征和矿压显现规律分析,揭示强采动大断面煤层巷道围岩失稳机理,提出回采巷道顶板锚杆-锚索、巷帮强力锚杆的协同支护机理和方式,提出优化支护方式、参数,得到回采巷道围岩控制技术.工程实践表明:采用锚杆-锚索耦合支护结构,有效地解决了大断面破碎回采巷道的控制问题.     

煤巷锚杆-锚索支护的预应力协调作用分析

在分析目前锚杆、锚索联合支护条件下施加预紧力时存在问题的基础上,提出了锚杆、锚索联合支护的预应力协调问题,并采用有限差分数值计算软件FLAC3D对锚杆(索)施加不同组合预紧力时围岩产生的应力场分布特征与规律进行了模拟分析。结果表明:预应力锚杆、锚索联合支护可以在巷道围岩锚固结构中形成相互连接、相互叠加的有效压应力区,随着锚杆(索)预应力的增加,压应力区的值和范围也相应地增加;锚杆端部的拉应力值和范围随锚杆预紧力矩的增加而增大,这种情况可以通过施加锚索预紧力进行平衡,锚杆预紧力矩越大,平衡其端部拉应力区所需的锚索预紧力越大;结合工程施工现状,合理的锚杆预紧力矩选择在300～400N.m,锚索预紧力为200～300kN比较合理。井下试验表明,合理预应力组合的锚杆锚索联合支护系统可以有效控制围岩变形。     

沿空留巷锚固支护技术

文中采用理论分析结合数值模拟分析方法,对采用两种不同的支护方式下的围岩力学行为进行了研究。系统分析了不同支护前后围岩及充填体的应力、位移及塑性区的变化情况。结果表明:在深部顶板破碎煤层中,采用锚杆、锚索及金属网联合支护显著提高了围岩的强度和承载能力,有效地控制了深部巷道的损伤变形。采用本文支护方式及参数,使沿空留巷工业性试验取得成功。     

中厚煤层窄煤柱沿空掘巷围岩稳定性研究

以恒源煤矿487工作面窄煤柱沿空掘巷为工程背景,基于该矿工程实况采用理论计算、数值模拟等手段综合确定487工作面回风巷最优护巷煤柱宽度为5m|基于数值模拟分析了487工作面回采后沿空掘巷超前段顶板、实体煤以及煤柱内围岩应力分布、围岩变形与塑形区演化特征,针对性提出了高强锚杆索组合非对称支护技术,并分析了巷道支护应力场的合理性。工程实践表明：工作面回采动压影响下沿空掘巷围岩剧烈扰动范围存在于超前工作面30m内,顶底板及两帮移近量最大分别为574mm、759mm|超前工作面30m后巷道围岩变形趋于稳定,顶底板及两帮移近量平均分别为190mm、315mm,5m护巷煤柱和高强锚杆索组合非对称支护技术有效控制了沿空掘巷围岩变形。     

采矿岩石多尺度破坏力学

采动复杂应力环境下围岩的多尺度破坏行为是诱发煤矿灾害的一个根本因素。本文系统总结了团队十多年来在岩石宏细观破坏力学、巷道围岩控制及岩层移动等采矿岩石多尺度破坏力学的研究进展。在岩石力学室内实验尺度方面,利用带加载装置的SEM高温试验系统研究了热力耦合作用下岩石细观裂纹的萌生、扩展和断裂全过程,揭示了细观断裂机制;研究了不同加卸载条件下煤岩体及煤岩组合体宏观破坏力学特性,建立了煤岩体宏观破坏非线性模型。在巷道围岩尺度方面,揭示了巷道围岩应力梯度破坏机理,建立了深部巷道等强支护理论,明确了巷道支护方向,据此提出了巷道全空间协同控制技术并进行现场应用。在采场岩层破断移动尺度方面,实验研究了不同厚度顶板破断演变的4种模式;基于关键层理论,提出了采动覆岩整体移动“类双曲线”模型和内外“类双曲线”模型,分析了该模型随着关键层位置和煤层倾角的演化规律。上述成果为我国煤矿开采灾害防治提供理论和技术支持。     

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．     

辽宁柏杖子金矿井筒工程施工工艺技术应用研究

针对复杂地质条件下井筒工程施工技术难题,根据岩石力学、爆破理论、支护技术和井巷施工工艺,对辽宁柏杖子金矿混合井施工进行应用研究。重点解决了施工工艺、安全高效、竖井排水、井筒支护、通风等问题,揭示了特定地质条件下混合井施工技术的应用方法,对于同类矿山的井筒工程施工具有指导意义。     

软岩大断面硐室动态施工与耦合支护技术研究

基于软岩大断面硐室的地质条件和破坏特征, 采用FLAC^3D软件分析了硐室围岩力学形态变化特征与破坏机理, 结合软岩大断面硐室稳定性控制理论, 提出了由初次高性能锚网喷支护、二次注浆及底板锚注支护形成的耦合支护方案, 并给出了详细的技术参数。通过耦合支护技术, 实现了硐室围岩的共同承载, 提高了支护结构的整体性和承载能力。工程试验结果表明: 该耦合支护技术有效地控制了硐室变形, 满足了软岩地层条件下大断面硐室的支护要求, 取得了较好的技术与经济效果。     

矿井岩溶突水灾变机理

结合湖南娄底市七一煤矿石坝井岩溶突水、突泥实例,运用损伤力学及岩体流体力学理论,研究矿井岩溶突水的渗流-损伤-断裂耦合成灾机理,通过FISH研制矿井岩溶突水的渗流-损伤-断裂耦合分析程序（扩展FLAC3D模型）,对七一煤矿岩溶突水成灾过程进行耦合分析,探讨巷道掘进过程中围岩渗流场和岩柱的劈裂损伤演化规律。耦合研究认为：七一煤矿石坝井岩溶突水事故是裂隙渗透压与围岩次生应力场共同作用下茅口灰岩岩柱损伤演化;在高渗透体积力与围岩次生应力的耦合作用下,处于全损伤状态的岩柱水力劈裂导致矿井岩溶突水成灾;耦合分析发现矿井岩溶突水具有渗透系数突变、渗透体积力突变及位移突变等特性。探讨了防范矿井充填型溶洞突水高风险的应对措施及合理的岩溶突水临界岩柱。     

多孔介质软岩蠕变的渗流固流耦合模型

基于深部岩体工程地质灾害防范预测研究的目的,开展了渗流对软岩蠕变变形规律的影响的研究,根据岩土流变力学和流体力学理论,流体的质量和能量守恒方程,建立了单向流体在多孔介质软岩中流动的固流耦合数学模型。