大断面软岩巷道锚杆支护参数的模拟研究

大断面软岩巷道的支护问题是煤矿巷道支护的一个技术难题。在分析兴越煤矿回风大巷围岩岩性、地质条件及支护影响因素的基础上,通过现场实测、理论分析,确定巷道锚杆的支护参数;应用UDEC数值模拟软件,对不同锚杆支护参数条件下的巷道围岩变形、破坏情况进行分析,对巷道锚杆支护参数进行优化。确定选用锚杆直径22 mm、长度2.4 m,间排距800 mm×800 mm的支护方案是最优的。现场实践也表明,支护参数选取合理,支护效果较好。     

分级围岩巷道支护参数优化及数值分析

在矿山开采过程中,地压易导致巷道发生变形及破坏,合理有效的巷道支护可以极大程度地减少地压对生产活动的影响.以山东黄金某金矿为研究背景,基于巷道支护理论,依托矿山现有支护方式,借助FLAC3D数值软件对不同支护参数下1780 m水平巷道位移及塑性区变形情况进行分析,同时采用灰色关联分析法,对支护参数进行优选.研究结果表明...     

基于FLAC3D数值模拟的巷道围岩稳定性及支护参数设计研究

为了巷道支护设计的合理性,确保矿井的安全生产,采用理论分析和FLAC^3D数值模拟对巷道围岩稳定性进行分析,利用悬吊理论、压力拱理论对巷道的预紧力、间排距等支护参数进行了校核,得出锚索的支护强度满足支护要求;然后利用模拟分析,对不同的锚杆长度和排距进行分析,研究从围岩应力、巷道断面收缩率以及塑性区分布进行分析对比,研究得出,锚杆的最优长度为2.0 m,锚杆最优的排距为0.8 m,研究为类似地质条件下巷道的支护设计提供一定借鉴意义。     

高海拔破碎巷道支护参数优选

巷道支护参数选择的合理性是保障巷道稳定的关键。针对高海拔破碎围岩巷道变形严重的问题,以某矿山的运输平巷为工程背景,采取现场岩体结构调查,调查巷道的变形破坏状态,采用巷道松动圈声波测试,松动圈厚度在1.2m～1.4m之间,巷道支护松动圈分类为中松动圈II类。基于上述研究,初步确定支护参数,最后用数值模拟软件对支护参数进行优化,采用喷锚网联合支护能满足要求,锚杆网度1.2m×1.2m,锚杆长度1.5m,喷射混凝土厚度10mm联合支护能满足安全要求。研究成果为该矿区巷道的支护设计提供了理论依据,也为类似工程的设计及施工提供借鉴思路。     

金川矿区深部巷道喷锚网支护参数研究

与传统的棚式支护相比,锚杆支护可以充分改善巷道维护状况保持巷道长期稳定,有利于提高采掘效率和生产率。金川矿山巷道围岩松软且易发生流变,在使用金属支架时,顶底板、两帮相对移近量为300~500 mm,轻则为100~200 mm,严重时超过1 000 mm。巷道使用锚杆支护时,必须要有较高的支护强度以控制围岩变形。随着金川矿区探明资源量的逐年消耗,大部分采场深度已经超过或逼近600 m,地压增大、巷道收敛变形严重,浅部巷道惯用的喷锚网支护参数在深部巷道支护中矛盾开始显现。针对龙首矿深部巷道支护参数及变形特征,对深部巷道的喷锚网支护参数进行数值模拟研究。经过对锚杆长度、喷射混凝土厚度的模拟研究得出,在金川矿区深部巷道喷锚网支护过程中,将锚杆长度增加至3 m,喷射混凝土厚度200 mm,间排距1.5 m×1.0 m的支护方案可以有效的维持巷道稳定。     

基于正交试验的采空区下单轨吊巷道支护参数优化研究

潘二矿18124工作面顶板条件复杂,岩层强度较低,易出现顶板垮落等安全事故,给单轨吊大件运输留下安全隐患。为解决此类安全问题,以潘二矿18124工作面单轨吊运输巷道为工程背景,在单轨吊轨道梁受力分析的基础上,采用正交试验与极差分析法系统研究了采空区下复杂顶板条件影响巷道变形的敏感性因素,对比探究了不同参数下锚杆锚索协同支护作用。研究结果表明,影响巷道顶底板及两帮变形的敏感性因素排序：锚杆间排距A>锚杆长度B>锚杆直径C（锚索间排距D>锚索长度E>锚索直径F）;确定了实验条件下的最优支护方案,即锚杆间排距800 mm×900 mm,锚杆长度2.5 m,锚杆直径22 mm,锚索间排距1 000 mm×1 800 mm,锚索长度9.3 m,锚索直径22 mm。研究结果可为单轨吊在类似地质条件的工作面安装与使用提供理论依据。     

屯兰矿软岩巷道锚网索联合支护技术研究

屯兰煤矿12501工作面运输巷道为软岩巷道,为解决巷道变形量大的支护难题,依据巷道地质条件及巷道布置情况,考虑软岩巷道围岩变形的特殊性,提出了锚网索联合支护方案,运用FLAC3D数值软件对该方案进行了模拟分析,并对试验段巷道进行了矿压观测。研究结果表明,采用锚网索联合支护的12501工作面运输巷道顶底板最大位移量为31mm,两帮最大位移量为43mm,巷道稳定后顶底板及两帮移近速度均低于0.5mm/d,巷道顶板位移主要发生在浅部,2.5m以外的围岩位移很小,证明锚网索联合支护可以有效控制软岩巷道围岩变形,保持巷道围岩稳定。     

潞宁煤矿22117回风顺槽围岩控制技术研究与应用

为保障22117回风顺槽围岩的稳定,采用理论分析的方式进行围岩变形破坏机理的分析,基于分析结果得出,顶底板及两帮拉裂和剪切破坏形态,影响顶板岩层稳定的主要因素为水平地应力和巷道围岩压力;结合巷道地质条件,确定巷道采用锚网索支护方案,结合围岩变形机理记性支护参数的具体设计,采用数值模拟进行支护可行性分析,并在工作面回采期间进行围岩变形量监测分析。结果表明:回风顺槽在现有支护方案下,顶板下沉量及两帮移近量的最大值分别为180 mm和142 mm,支护方案控制了围岩的变形,满足回采巷道使用要求。     

基于空顶理论的煤巷综掘支护参数优化研究

为研究巷道掘进期间围岩变形破坏规律及合理空顶距留设对巷道掘进效率的影响，以孟村矿地质条件为工程背景，采用理论计算和FLAC^3D数值模拟手段，提出适用于孟村矿4#煤层的合理空顶距留设距离和巷道支护参数优化方案；并基于数值模拟结果，讨论了不同支护方案下巷道围岩破坏情况和对掘进效率的影响。研究表明：巷道掘进期间，巷道围岩变形量相对较小；401104工作面运输巷在理想条件下的巷道掘进空顶距为3.14 m，综合孟村矿实际生产地质条件，空顶距取2 m。通过对现有支护参数进行优化，提出顶锚杆间排距为800 mm×1 000 mm，每排7根的支护方案，月进尺提高3.8倍，百米巷道支护耗材顶锚杆减少63.3%。采用优化后的支护方案可以节省支护时间，提高巷道掘进效率。     

钢管混凝土支架在深井巷道中的支护实验研究

为解决华丰煤矿-1100m水平风井联络巷变形持续时间长、变形量大、难支护的问题,结合巷道围岩地质条件和巷道变形破坏特征,设计了以钢管混凝土支架为主的复合支护方案:支架断面为圆形,支架主体钢管采用219mm×8mm无缝钢管,充填C40混凝土,辅助锚网喷和围岩注浆加固。而后,利用FLAC3D对支护效果进行模拟分析,结果表明:巷道支护稳定后顶底板最大移近量为90mm,两帮移近量为80mm,围岩变形得到有效控制。最后,将复合支护技术成功应用于工程现场,充分证明基于钢管混凝土支架的复合支护能够有效控制巷道围岩变形,保证巷道的长期稳定。     

三软煤层底板岩巷变形分析与加固技术

基于料石砌碹拱形支护的三软煤层底板岩巷易发生变形,为有效控制软岩巷道变形量,减少巷道维护次数,通过对米村煤矿-150 m水平水仓硐室围岩物理化学性质分析、地质构造和原支护形式及巷道破坏特征分析,分析了巷道失稳的主要原因,基于巷道围岩松动圈支护理论和软岩工程支护原则,提出了适合于软岩巷道的锚网索＋喷浆壁后注浆＋可缩性U型钢支架的联合加固技术,经连续3个月的巷道变形监测,巷道帮部最大水平位移37 mm,顶底板最大移近量52 mm,此联合加固技术能有效控制软岩巷道变形。     

冲击地压条件下工作面巷道层位选择

为了解决深井强冲击倾向性厚煤层开采过程中冲击地压下巷道变形难以控制的问题,以孟村煤矿4#煤层巷道层位布置为例展开探讨。在明确煤层顶底板及冲击性等概况的基础上,结合首采煤层巷道布置及支护情况,提出3种巷道层位布置技术方案。通过对3种方案的技术优缺点对比,认为方案三是适合孟村煤矿综采工作面巷道层位布置的最优方案。即综采工作面巷道布置在煤层距顶板7.5 m处,选用深入砂质泥岩顶板不少于1.3 m的φ21.8 mm×8800 mm锚索;该方案具有更好的抗冲击能力,可以在此基础上开展基于顶板对抗冲击地压的支护理论分析,是一种更为优化的工作面层位布置形式。     

锚杆支护参数设计方法研究

为了确保巷道围岩稳定,提高巷道掘进速度,以某矿301工作面回风巷为例,根据实际地质概况,分析了不同锚杆间排距、锚杆长度、锚杆直径和锚杆预应力下巷道围岩表面位移情况。研究得出了,锚杆间排距设置为800 mm,锚杆长度设置为2 200 mm,锚杆直径设置为20 mm,锚杆预应力设置为30 kN,此时巷道支护参数最优。研究为类似工程条件下巷道支护参数选择提供了借鉴。     

深井破碎软岩巷道支护参数设计研究

为减小九龙煤矿软岩巷道北二正巷围岩变形量,通过FLAC3D数值软件对北二正巷的支护参数进行数值模拟分析,对锚杆、锚索、喷层等支护参数进行优化,提出优化的巷道支护方式,并结合在掘进和回采动压条件下对原支护方式与优化巷道支护方式,对巷道围岩的稳定性进行分析。分析结果表明,巷道顶板、帮部、底角锚杆分别采用长2000mm、2200mm、2400mm的Φ20等强度右旋螺纹钢锚杆、喷层厚度180mm、锚索长7000mm,间排距2000*2000mm时,为较优支护方案,能有效保证巷道围岩的稳定性,满足巷道安全和正常生产需要。     

深部高应力巷道围岩力学特征及稳定性控制技术

针对九龙煤矿-890m进风行人大巷复杂的工程地质情况,巷道断面较大且高应力作用显著,现已发生严重变形破坏。通过FLAC3D数值模拟对巷道围岩的力学特征进行定量分析,获得深部高应力巷道应力、应变演化特征,结合巷道周边围岩的成分分析、力学实验结果,基于FLAC3D对比优化深部高应力巷道联合支护方案,探究支护结构、支护参数的可靠性,提出以锚杆、锚索为核心的锚网索喷联合支护方案。在巷道开挖后进行矿压观测,进一步验证支护方案以及数值模拟结果的合理性,并实时监测围岩的变化特征。工程实践表明,在深部高应力巷道中采用锚网索喷联合支护,巷道的整体性与稳定性得到有效改善,围岩受力更趋稳定,变形得到有力控制,为煤矿的安全高效生产提供了技术支持。     

新立煤矿深部巷道耦合支护技术及应用效果分析

 深部巷道因其所处的特殊工程地质条件以及深部围岩所具有的大变形力学特性,决定了深部巷道工程支护技术的复杂性,本文介绍了深部巷道耦合支护的力学原理,并且分析了深部巷道耦合的作用原理及阐述了深部巷道耦合支护参数确定的理论公式。通过新立煤矿工程应用表明,深部巷道耦合的作用原理在技术上是合理的、安全上是可靠的、经济上是合理的,基本达到了预期目标。     

基于地应力的巷道围岩支护设计及校核

以赵庄二号井2301工作面两侧巷道为工程背景,通过地质勘测、地应力测试、力学分析、数值模拟及矿压观测的方法,对巷道掘进方向及围岩支护方案进行了设计。结果表明:巷道掘进方向与水平构造应力方向相一致时有利于防范底板冲击的发生;第二偏应力和塑性区分布结果验证了支护方案设计的合理性。现场巷道表面收敛位移量均控制在5%以内,为类似条件巷道支护设计提供了借鉴意义。     

莒山煤矿动压影响下大巷底鼓控制技术应用

为解决莒山煤矿9#煤层大巷在回采动压影响下底鼓变形严重的难题,以进风大巷返修为工程背景,借鉴相似地质条件下的相关研究成果提出多个备选方案,通过数值模拟研究不同支护方案条件下大巷围岩破坏特征,确定最佳返修支护方案:锚网喷+U型钢反底拱+锚注支护,返修后的进风大巷顶底板最大相对移近量为162～298 mm,有效控制了大巷底...     

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...