深部蚀变岩型巷道锚杆锚索联合支护应用研究

为了确定深部高应力影响下蚀变岩型巷道合理的支护方案，本项目对焦家金矿 15 中段蚀变岩型巷道进行岩体质量分级，计算出分级结果并提出初步支护方案，运用 Unwedge 进行楔形体冒落分析，模拟深部高应力影响下蚀变岩型巷道楔形体大小及初步支护方案合理性，对初步支护方案进行优化分析。根据巷道形状及规格加工制作双钢筋，将其运用到锚杆锚索联合支护方法中，大大地提高了整体支护强度。最终确定深部高应力影响下蚀变岩型巷道采用“树脂锚杆+长锚索+双钢筋+喷射混凝土”联合支护方案。在此基础上，开展支护方案的现场工业试验，由巷道顶帮连续收敛监测结果表明，当应用“树脂锚杆+长锚索+双钢筋+喷射混凝土”联合支护方案支护后，巷道顶帮收敛变形在 1 个月内基本不再增长，可有效保证焦家金矿高应力下蚀变岩型巷道围岩在服务周期内的稳定性。     

焦家金矿巷道围岩松动圈测试与破碎岩体支护技术

为了准确测定破碎蚀变岩体条件下巷道围岩松动圈范围,选择合理的支护方案与参数,本项目以山东黄金集团焦家金矿为依托矿山开展研究。联合采用岩体超声探测与数字全景钻孔摄像手段,获得了焦家金矿破碎岩体条件下的巷道围岩松动圈范围为1.0～1.3 m。开展焦家金矿现场岩体质量分级,基于分级结果计算破碎蚀变岩体所需支护载荷大小。计算结果表明,在破碎岩体条件下围岩所需支护载荷为51.08～76.17 kPa。依据围岩松动圈测试结果以及围岩支护载荷计算结果,初步确定焦家金矿破碎蚀变岩体应采用管缝锚杆+金属网+喷射混凝土联合支护方案,管缝锚杆长1.8 m,设计锚杆间距为1.0 m,排距为1.2 m,喷射混凝土厚度为50 mm。在此基础上,开展支护方案的现场工业试验,由巷道围岩连续收敛监测结果表明,当应用管缝锚杆+金属网+喷射混凝土联合方案支护后,巷道围岩收敛变形在6个月内不再增长,可有效保证焦家金矿巷道围岩在服务周期内的稳定性。     

深部软岩巷道围岩支护技术研究

为有效解决深部软岩巷道围岩控制问题,针对信湖煤矿回风石门埋深大、应力高、围岩强度低的特点,在分析了信湖煤矿回风石门的围岩赋存条件、变形破坏特征以及原有支护方案已难以维持现掘巷道稳定的条件下,通过理论计算得到信湖煤矿回风石门围岩塑性区范围,从而提出了控制巷道围岩的基本理念：采用小承载体控制围岩破碎区的扩大,采用大承载体限制围岩塑性区的发展,2个承载结构共同维持巷道稳定,进而提出采用“混凝土喷射+注浆锚杆/锚索+普通锚杆/锚索”联合支护方案对新掘巷道进行支护,并结合FLAC^3D数值模拟及现场工业性试验对“混凝土喷射+注浆锚杆/锚索+普通锚杆/锚索”联合支护方案的合理性及可靠性进行验证。结果表明：信湖煤矿回风石门新掘巷道经“混凝土喷射+注浆锚杆/锚索+普通锚杆/锚索”联合支护方案支护后围岩表面变形趋于平稳,巷道顶板最大下沉量仅为36 mm,两帮移近量为67 mm,支护体与巷道围岩形成了稳定的复合承载结构,联合支护方案能够保持巷道的长期稳定,该联合支护方案可为其他类似深部软岩巷道支护提供一定参考。     

深部开采软岩巷道耦合支护数值模拟研究

煤矿软岩巷道工程支护,尤其是深部高应力软岩巷道支护,一直是矿业工程难点问题之一。为了解决深部煤矿软岩巷道易变形,支护难度大等问题,通过对深部煤矿开采软岩巷道的变形破坏机理的研究结合现场施工情况,借助数值模拟软件FLAC~(3D)模拟巷道无支护以及锚杆锚索锚网砌碹联合支护巷道变形破坏情况,得出在锚杆锚索锚网砌碹联合支护的作用下巷道顶底板以及两帮的变形量明显变小,可以很好地控制软岩巷道的变形。结果表明:锚杆锚索锚网砌碹联合支护对于解决煤矿软岩巷道支护具有良好的效果。     

深部软岩巷道耦合支护方案的数值模拟

结合深部软岩巷道特殊的地质状况和围岩环境,分别采用“锚网+钢带+锚索+喷射混凝土”和“恒阻大变形锚杆＋钢带+底角注浆锚管”的耦合支护方案,并利用有限差分软件FLAC3D,对深部软岩巷道在开挖后出现的破坏情况进行了动态数值模拟,并对比分析了巷道在不同支护条件下的应力应变分布规律以及支护体的受力状况,为深部软岩巷道支护方案的选用提供了科学依据。     

深井软岩巷道双套棚灌浆支护技术研究与应用

为解决深井软岩巷道变形大、支护难的问题,以盘江矿区某矿121213工作面运输上山为工程背景,进行深井软岩巷道变形破坏特征及变形破坏原因的研究,得出结论:高地应力、围岩遇水易膨胀变形及围岩承载能力难以发挥是造成巷道变形失稳的主要原因。针对性地提出了双套棚灌浆支护技术,设计一种"锚杆锚索+灌浆+双U型套棚"的复合支护方案,即在锚杆、锚索支护的基础上,在围岩外部两架U型棚之间进行高压注浆,强化围岩承载结构。现场监测结果表明:采用双套棚灌浆支护后,巷道顶板、两帮及底板平均变形速率分别为0.55,0.43mm/d和0.36mm/d,最大变形量分别为145,115,87mm,巷道变形量在可控范围内,有效地控制了深部软岩巷道收敛变形。     

深井强动压作用巷道强化控制技术研究及应用

煤系地层围岩软弱,在高地压作用下开采深部煤层时,由于埋深大使得巷道的围岩变形严重,巷道的顶板及底鼓量均大于浅埋深巷道,导致深部巷道围岩稳定性控制与支护的难度加大,影响顶帮的稳定从而使得整个巷道失去稳定。通过分析巷道变形破坏机理,根据锚杆索支护理论与注浆加固理论制定了“巷道扩刷+顶帮分区耦合强力支护+底角卸压与加固+底板注浆加固、底板锚索束+喷射钢纤维混凝土+顶板与两帮高压注浆加固”的高强度联合支护方案,确定了支护参数,有效解决了深井强动压大变形巷道的支护问题。通过对现场进行监测,巷道变形量明显减小,巷道变形得到了有效控制。为同类条件下的深井强动压巷道的全断面支护问题提供了新的思路和方法。     

1209工作面回风巷过顶板破碎区联合支护设计

针对1209工作面回风巷掘进施工穿4条正断层、容易发生冒落的情况,设计了锚杆+钢筋托梁+金属网片+顶槽钢锚索+帮锚索+π型钢梁棚+密集穿管作业的联合支护方案,有效控制巷道围岩变形量.     

红庆梁矿12301胶运巷耦合支护研究

随着开采深度的增加,软岩巷道占比逐年加大,合理的软岩巷道支护方案为矿井安全高效开采提供了重要保障。为了研究掘进巷道不同数量锚杆、锚索耦合支护的效果,以鄂尔多斯红庆梁矿12301胶运巷掘进巷道为研究对象,利用FLAC^3D软件研究在不同数量锚杆、锚索联合支护条件下,12301胶运巷掘进巷道围岩塑性区和围岩应力规律。结果表明：在方案1的支护条件下,减少2根帮锚杆,围岩剪切破坏区明显增大,而在减少两根顶锚杆的情况下,围岩剪切破坏区变化不大。方案2在方案1减少两根顶锚杆的前提下,巷道顶板最大垂直应力增加了20%,巷道两帮最大垂直应力增加了0.3%.方案3在方案1减少2根帮锚杆的前提下,巷道顶板最大垂直应力增加了40%,巷道两帮最大垂直应力增加了0.93%.     

深部高应力沿空掘巷非对称支护技术

为了解决深部高应力影响区沿空掘巷支护难题,以郭屯煤矿-808 m四采区辅助轨道巷为例,分析了巷道变形破坏特征及其影响因素,提出采用"高强高预应力让压锚杆+锚索+金属网+带梯"的非对称锚网索支护方案,并对支护方式和支护参数进行优化。采用有限差分软件FLAC3D,对深部高应力扰动围岩沿空掘巷所采用的非对称支护方案进行了数值模拟,与原方案相比,巷道围岩应力显著降低,顶底板和两帮收敛变形得到有效控制。现场应用及观测结果表明,在深部高应力影响区沿空掘巷采用非对称锚网索支护技术,对围岩应力重新分布起到了较好的作用,达到了理想的巷道围岩控制效果。     

深部巷道围岩承载圈演变规律与支护技术北大核心

以郭屯煤矿-670辅助水平轨道巷为工程背景,通过承载圈力学模型分析巷道围岩应力变化,采用FLAC^(3D)软件对不同掘进距离、侧压系数和垂直应力下的巷道围岩应力变化进行研究;分析不同长度的锚杆和锚索对承载圈的控制作用。结果表明:随着巷道向深部扩展,承载圈也向巷道深部转移且厚度增加,巷道顶底板应力较两帮应力变化大,承载圈形状由圆形向椭圆形变化;发现锚杆主要控制承载圈内边界,减小巷道围岩浅部的破坏;锚索主要控制承载圈外边界,影响巷道围岩应力分布。根据承载圈理论及对锚杆锚索对承载圈的控制作用提出“锚网喷+锚杆+锚索”联合支护方案;应用表明:“锚网喷+锚杆+锚索”联合支护技术对该矿巷道围岩控制有较大的技术优势。     

深部软岩大断面巷道大变形控制技术研究

深部软岩大断面巷道的变形控制一直是煤矿开采中的一个难题。为解决深部软岩大断面巷道大变形的问题,以神木大柳塔东川矿业南一石门为工程实例,通过现场监测及声波试验研究了巷道的变形破坏特点和破坏范围。基于原支护方案及分析成果,提出了“锚杆+注浆锚索+钢筋网+喷射混凝土+注浆管”的优化支护方案,数值模拟得出,采用优化支护方案相比原支护方案围岩塑性区破坏范围减小了约65%,验证了该方案的可行性。同时在新掘巷道进行了现场试验,巷道顶底板最大移近量为122 mm,两帮最大收敛量为115 mm,双孔声波法测试结果可得注浆浆液有效填充了巷道围岩裂缝,提高巷道围岩强度,实现了对巷道的稳定性控制,取得了良好的支护效果。     

梧桐庄煤矿轨道大巷非线性大变形支护技术分析

针对梧桐庄煤矿轨道大巷非线性大变形的情况,经过勘测分析,认为导致轨道大巷出现非线性大变形的主要原因为支护选择锚杆、锚索长度较短、水体侵蚀作用、巷道支护形式。结合深部高应力软岩巷道围岩控制理论,制定了预应力锚杆+锚索+高强度钢筋网进行一次支护,注浆+U型钢支架进行二次支护的巷道围岩支护技术,通过Flac3d与现场监测相结合的方法对支护方案的有效性进行了验证,结果表明,支护方案有效的控制了轨道大巷的稳定。     

机械化矿山高应力软岩巷道支护实践

针对某矿深部开拓掘进期间遇到的以砂岩泥岩互层为主的软岩巷道支护难题,在对其变形特征分析的基础上,通过岩体调查、膨胀性试验、地应力测试、松动圈理论分析、锚杆强度试验等策略,结合实践经验,认为岩性差、破碎带影响和复杂地质构造引起的地应力变化从而引起原支护系统强度不足是造成大面积巷道失稳的主要原因。基于兼顾凿岩台车设备效率需求而优选支护锚杆,并参考松动圈、组合拱理论计算调整锚杆参数,确定间排距1.1m×1.1m、长2.8m的树脂锚杆+管缝注浆锚杆+湿喷纤维混凝土+钢网为主要支护方案。通过设置收敛变形监测点进行长期监测显示,总体巷道顶、帮、底收敛量均控制在20～30mm,巷道基本保持稳定。     

会泽矿山深部高应力巷道耦合支护对策及其应用

基于会泽矿业矿山厂深部破坏特征及失稳模式的分析,以断面较大的采准斜坡道巷道为研究对象,总结了深部高应力巷道变形力学机制。采用数值模拟方式,分析了原支护条件下巷道变形破坏过程。基于复合型变形力学机制的转化,针对性提出了深部高应力巷道的耦合控制对策,并开展了相关的支护工业试验。模拟及监测结果表明,所采用的螺纹钢锚杆控顶+管缝锚杆控帮+钢筋网+喷射混凝土表面防护的耦合控制对策对于深部斜坡道巷道的控制效果显著,可为该条件下的深部高应力巷道的支护提供参考和借鉴。     

三山岛金矿深部巷道围岩破坏机理及支护参数优化

随着开采深度增加,三山岛金矿深部巷道开挖后围岩变形明显,破坏现象突出,沿用传统(顶板)的支护工艺和参数已经难以满足深部巷道的支护要求。针对这一问题,采用现场踏勘、数值模拟和现场试验等手段开展研究。首先,分析了深部岩体开挖卸荷、结构面发育程度以及当前支护手段等因素对巷道变形破坏的影响,认为高应力下开挖卸荷所产生的应力松弛是导致深部巷道变形和破坏的根本原因。其次,提出了改进(顶板+两帮)的支护方案,并通过数值模拟的手段对不同支护参数进行对比分析,数值模拟结果显示,当锚杆间距为1.2 m,排距为0.8 m时,围岩右帮位移减少48.29%,塑性区体积减少58.23%,取得了最优支护效果。最后,将该支护方案和参数应用于三山岛金矿西山分矿-900 m分段联络巷支护中,结果表明:新的支护方案实施后,围岩没有出现明显的变形和破坏,保证了巷道的稳定性。研究结果可为该类蚀变岩型金矿床深部巷道支护设计提供参考和借鉴。     

深部煤巷复合顶板锚索支护技术

本文介绍深部高水平地应力煤巷开采中 ,采用高强度螺纹钢锚杆 +锚索 +钢丝绳联合支护与锚杆 +架棚 +钢筋梯子梁联合支护的比较 ,并通过现场施工实验 ,说明了锚杆 +锚索 +钢丝绳联合支护技术的适应性 ,从而有效的控制巷道的变形     

深部软破岩体巷道失稳机理分析与支护优化研究

为解决锦丰金矿深部回采过程中巷道失稳问题，通过分析原巷道支护方案失效特征，进行了深部巷道变形破坏机理分析，并据此提出了以“控制高应力+封闭岩面阻止围岩劣化”为原则的三套支护优化方案，综合采用FLAC3D数值模拟及现场监测两种手段，对原支护方案以及优化方案分别进行了支护效果对比分析。结果表明：变形破坏机制属于应力扩容型与软化膨胀型，受自身矿物组分特性以及以高应力为主导力源共同影响、控制，其破坏机理以剪切破坏为主，少量拉伸破坏并存；在支护效果控制上，湿喷混凝土一、二次支护喷层厚度并不起决定性作用，但二次支护时各锚杆单体之间所形成的联合支护体支护效果，随二次喷层厚度优化而得到显著改善；现场试验结果与模拟结果一致，“钢网+树脂锚杆+纤维混凝土”联合支护优化方案为最优方案，支护效果显著，两帮、顶板累积位移量较原方案分别下降了48.67%、72.85%。     

深部高应力软岩巷道联合支护技术研究

随着矿井向深部开拓延深,巷道围岩条件更为恶化,巷道的掘进和维护更为困难,通过对鹤煤六矿深部高应力软岩巷道联合支护技术研究,采用锚网喷+锚索+壁后充填注浆联合支护技术,提高了支护强度,有效地控制了巷道变形,满足了安全生产的需要,为深部高应力软岩巷道支护探索出新路子。     

双主动超前爆破预制顶板裂隙断顶卸压护巷技术

针对软岩巷道受采动应力长时间高压影响易发生围岩大变形的问题,以风水沟煤矿典型软岩矿井胶带巷为工程背景,采用现场调研、围岩应力及变形监测、数值模拟等手段,分析了软岩动压巷道围岩变形机制.从巷道顶板深部阻断应力传递路径、浅部高强支护角度出发,提出了软岩高应力巷道双主动超前断顶卸压+U型钢支架配合锚索高强支护协同控制技术.在...