近断层巷道围岩破坏原理与控制技术研究

近断层破碎围岩回采巷道维护难题一直困扰着煤矿安全生产。通过理论分析、数值模拟等手段对近断层巷道围岩变形破坏特征和围岩应力分布演化规律进行了研究,提出了近断层附近破碎围岩煤巷破坏机理和锚杆支护稳定机理,在此基础上确定了近断层巷道围岩控制原则和支护参数,并成功应用于工程实践。     

断层附近煤巷锚杆支护破碎围岩稳定机理研究

针对与断层平行的回采巷道围岩破碎且受构造应力作用,呈现非对称变形破坏,巷道维护较困难的特点,采用FLAC数值计算方法,建立了包含断层的计算模型,对其稳定机理进行了研究,分析了围岩的应力状态的变化及分布形态,得出了断层附近破碎围岩煤巷锚杆支护围岩稳定机理:1)锚杆支护能减小围岩应力降低速度,可改善两帮及顶底板的应力状态,提高破碎围岩残余强度,促进围岩稳定.2)锚杆支护可提高顶板抗剪能力,从而减小断层附近巷道发生冒落失稳的可能性.3)断层附近巷道围岩应力状态、变形破坏程度具有非对称性,对近断层煤帮加强支护有利于围岩稳定.     

三交河矿综掘面安全高效过断层技术研究

文章以三交河煤矿1041煤巷掘进面为工程背景,探究了巷道过断层的快速掘进技术和锚杆索联合支护技术。研究结果表明,断层破碎带是造成巷道失稳变形的主要因素,在采用联合支护和注浆加固技术后,对巷道表面的围岩监测表明,顶板下沉量存在峰值56.2cm,在推过断层一定距离后,巷道整体收敛性增强,围岩变形趋于稳定,巷道得到良好控制。研究结果为相似条件下煤巷过断层技术提供了一定借鉴。     

复杂困难条件下的巷道支护

在对断层破碎带内巷道围岩支护研究中，利用锚杆对围岩的加固作用，锚索对锚固层的整体增强作用，采用锚杆，锚索组合支护，成功地维护位于断层破碎带，高应力区内的巷道。     

煤巷掘进锚杆注浆超前支护过断层破碎带实践

山煤集团左云长春兴煤业有限公司煤巷掘进遇断层破碎带,采用锚杆、锚索支护往往造成离层及局部冒顶现象,为解决这一施工难题,在北盘区101运输顺槽过断层破碎带时采用超前锚杆+注浆技术作为超前支护,有效地控制了顶板煤岩的冒落,提高了巷道掘进效率。     

综放面顺槽留顶煤巷道支护设计技术

根据大屯煤电公司徐庄煤矿一综放工作面留顶煤巷道沿断层破碎带布置的锚杆、锚索支护的情况,对锚杆与锚索支护的参数选择理论与方法,以及支护与施工优化作了分析.     

断层破碎带大断面巷道围岩变形破坏机理及控制技术

为了解决断层破碎带大断面巷道围岩控制的难题,结合长平矿4320回风措施巷的围岩地质条件,分析了断层破碎带巷道围岩破碎机理,提出了超前注浆加固+锚杆索支护+工字钢补强的围岩控制方案。试验表明,超前注浆加固可以改善围岩力学性能,提高围岩刚度和强度;及时进行锚杆索加密支护和工字梁加固的主被动支护可有效控制巷道的有害变形。     

高预紧力锚杆在深部煤巷支护中的应用

深部煤巷围岩表现出非线性力学特性,高预紧力锚杆支护能够有效控制深部煤巷的顶板离层,减少围岩破碎区、塑性区范围。数值模拟和现场试验表明,对原支护锚杆增加预紧力后巷道围岩变形得到有效控制,取得了良好的支护效果。     

煤巷掘进过断层破碎带超前支护研究

+350运输巷掘进范围内存在DF16断层,该断层具有一定导水性且断层破碎带内围岩破碎,巷道过断层时面临淋水、破碎顶板垮落、围岩变形量大等问题。依据现场条件,提出综合使用超前注浆+预应力锚杆(索)+钢架棚方式控制断层破碎带围岩,通过注浆封堵断层破碎带内导水裂隙,降低甚至避免掘进期间围岩出现淋水,并提高围岩稳定性;通过预应力锚杆(索)给围岩施加一定预紧力,降低变形量;充分利用钢架棚刚度大的优势给破碎围岩提供足够支护强度。巷道掘进过DF16断层破碎带期间,围岩未出现淋水、垮落等问题,同时围岩变形较小,不会给巷道掘进造成影响。     

采空区下破碎不稳定顶板煤巷锚杆支护技术探索与实践

针对采空区下破碎不稳定顶板煤巷的特征,通过对破碎不稳定顶板煤巷锚杆支护理论进行分析,采用了树脂药卷加长锚固高强度锚杆、金属网、桁架支护系统,使巷道围岩保持稳定,满足了正常生产需要.     

锚网喷索带组合支护在见煤点、断层破碎带、巷道交岔点的应用

在掘进巷道施工中,见煤点、断层破碎带、巷道交岔点的支护非常重要。文章介绍了锚网喷索带(即锚杆、金属网、喷浆、锚索、W钢带)组合支护技术的应用,阐明了锚网喷索带组合支护参数的选择、施工工艺和特点。     

深井返修巷道动态支护技术研究

为了更好地解决深井高应力、破碎围岩巷道反复返修问题,基于巷道工程环境和变形破坏特征,提出了高强锚网喷支护配合锚索补强,适时采用注浆锚杆浅部注浆和注浆锚索深部注浆加固的动态支护方案,并给出了详细的技术参数。工业性试验表明,该支护方式能够限制巷道围岩的持续变形,提高围岩的整体性和承载能力,保证巷道围岩和支护结构长时间内的稳定。     

地应力异常区上山群巷道蠕变围岩控制技术

为了解决地应力异常区上山群巷道支护困难的问题,针对常村煤矿地应力特征,模拟分析了不同方向的最大水平主应力巷道围岩应力分布规律,并分析了上山群间煤柱宽度与掘进顺序对支护方式的影响,将全长锚固预应力强力锚杆锚索组合支护系统应用于该上山群巷道。试验结果表明：地应力异常区上山群间煤柱宽度大于30 m时掘进顺序对支护无影响,采用全长锚固预应力强力锚杆锚索组合支护系统后,巷道两帮移近量最大为87 mm,顶板最大下沉量为18 mm;锚杆最大受力为183 kN,锚索最大受力为250 kN,且巷道变形量及锚杆锚索受力稳定,围岩变形得到了有效控制。     

锚杆支护的砌体梁作用原理及其应用

为了更好地使用锚杆支护技术,提出锚杆支护的砌体梁作用原理,并应用岩体力学、材料力学理论对地下岩块的受力状态和稳定性进行分析.将砌体梁的作用原理对各类巷道、硐室、煤仓和地面建筑物加固进行了试验和应用,特别在断层带和围岩不完整的岩体中.在应用中,采用倒楔式金属锚杆和管缝式金属锚杆,根据断层情况需要增加锚固的强度,加以注浆充填岩体的裂缝和眼孔空隙,增强砌块(岩块)的抗剪切能力.经过多年试验应用,证实只要锚固巷道顶板相对稳定的岩层,就能达到巷道稳固,减少不必要的锚固深度.砌体梁作用原理可进一步应用在受采动影响较大的巷道及断层、裂隙发育的岩层中,同样可以使用锚杆支护,达到很好的实用效果.     

近距离残留煤柱下破碎围岩巷道修复技术

针对近距离煤层开采过程中,残留煤柱下部巷道在煤柱集中应力作用下围岩破碎程度高、修复难度大的问题,以山西某矿为工程背景,采用数值模拟的方法分析煤柱底板应力分布规律,结合巷道实际变形特征总结了下位巷道围岩变形破坏原因。认为:残留煤柱底板集中载荷的非均匀性分布,及其引起的支护体承载结构破坏是近距离煤柱底板巷道围岩发生大变形的本质。由此,提出了基于破碎围岩注浆和高强度锚杆支护的巷道修复技术,工程实践表明该技术在有效提高围岩整体性和可锚性的同时,使浅部锚固区与深部围岩相连形成整体承载结构,有效地控制了巷道围岩变形,保障了矿井安全生产。     

煤矿巷道锚网支护机理及围岩变形规律分析

为了改善锚网支护的耦合效果,研究了煤矿巷道锚网支护技术及围岩变形规律,理论分析了护网受力,并给出了锚网支护的强度耦合标准;采用FLAC3D数值模拟软件,模拟分析了不同方案条件下巷道塑性区、应力和位移分布.研究得出,进行锚网支护后,巷道围岩变形得到有效的改善,且采用锚杆+格宾金属网支护后,巷道护表效果明显,能够有效抑制巷...     

基于FLAC3D的深部巷道支护围岩稳定性研究

为了验证某煤矿巷道支护设计是否满足矿井支护要求,采用FLAC^3D数值模拟软件,研究了巷道周围煤岩体应力分布、巷道周围煤岩体塑性区分布、巷道周围围岩体变形规律以及巷道支护中锚杆、锚索轴向力分布。研究得出:巷道顶底板围岩变形为31 mm,巷道两帮变形量为22 mm,巷道右侧锚杆受力明显大于巷道左侧锚杆受力,巷道围岩出现失稳破坏。因此,在进行最终巷道设计时,应增加锚杆、锚索的抗拉强度及减少锚杆、锚索的间排距,从而达到巷道围岩的稳定性,保证矿井安全生产。     

近断层巷道开挖稳定性分析与支护技术

为研究近断层巷道开挖稳定性及其合理的支护措施,以安里煤矿回风大巷为工程背景,采用FLAC3D对其开挖过程中FD49断层破碎带前后方围岩的应力场、变形场、渗流场以及塑性区进行了系统的分析,并在此基础上研究了锚杆排间距以及注浆加固范围对巷道围岩变形破坏特征的影响。结果表明:近断层巷道围岩越硬,其在靠近富水断层破碎带时的突水变形前兆特征就越不明显,因此,需在预留一定防突厚度的情况下对断层破碎带进行提前疏水降压处理;当巷道开挖揭露断层破碎带后,应对断层破碎带围岩进行注浆加固以及锚喷支护,其中,注浆加固范围宜取3~5 m,锚杆长度和间排距则可选2.4 m和0.8 m。     

高预应力锚杆支护对煤与瓦斯突出控制作用研究

采用FLAC3D和COMSOL Multiphysics多物理场数值模拟软件分别对不同支护条件下高瓦斯煤层掘进巷道周围煤岩体应力场、能量场分布特征和煤层瓦斯流动规律进行研究。研究结果表明：锚杆预应力在巷道断面上形成整体压应力结构,在掘进推进前方,后方支护区域的锚杆预应力形成连续分布的压应力带,使预应力扩散到空顶区。预应力越大扩散范围也越广,对抑制空顶区煤岩破碎、变形有重要作用;高预应力锚杆支护能减少煤岩体内能量集中,但不会产生瓦斯积聚;高预应力锚杆支护能在一定程度上降低煤与瓦斯突出的危险。     

施工巷道过断层破碎带支护方法

介绍了煤矿井下在掘进巷道时过断层破碎带的各种支护方法及适用的条件。掘进巷道过断层破碎带时"瑞米"充填技术在现场的实际应用,在该矿生产过程中取得了很好的效果,保证了该矿在掘进巷道过断层破碎带的安全生产,为煤矿井下掘进过破碎带围岩提出新的方法。