“三高一大”高强锚注支护工艺优化与应用研究

深部软岩巷道围岩本身强度低,自承能力差,具有易风化、遇水膨胀等特性,且应力水平高、来压快,导致巷道开挖后极易松动破碎,变形严重且持续时间长,难以实现巷道长期稳定。高强锚注支护技术采用高强锚注支护材料、高强抗缩性注浆材料、高压注浆模式对大范围围岩进行注浆加固,提高初期支护强度,采用最优化注浆参数和工艺实现浆液的全扩散和强固结,强化支护体系与围岩力学联系,在巷道周围形成不同深度和厚度的组合加固拱结构,提高围岩的整体性和承载能力,有效控制塑性区的发展和变形,保证了巷道长期稳定性。现场工程试验表明,采用高强锚注支护巷道围岩变形较小,帮部和顶部稳定性较好,对确保矿山的安全高效回采具有重要的意义。     

深井破碎围岩巷道协同支护技术研究与应用

为解决煤炭资源进入深部开采时破碎围岩巷道支护所面临的变形大、易失稳、难支护等问题,提出“架棚+锚杆(索)+注浆”协同支护方案,运用钻孔窥视确定巷道围岩结构稳定性、裂隙发育特征,FLAC3D数值模拟对比分析常规锚网喷支护、锚注支护及棚锚注协同支护塑性区分布,结果表明：棚锚注协同支护技术较另两种方案表现出更好的支护效果,塑性区分布范围明显减少,应力集中现象得以缓解,支护巷道模拟变形量与工程监测较为接近。工程试验表明：采用常规锚网喷支护、锚注支护巷道仍存在较大变形,不能保持长期稳定,棚锚注协同支护巷道变形明显降低,应用期间顶板下沉量较常规锚网喷支护降低了68%,两帮位移降低了52%,满足巷道支护稳定要求。棚锚注协同支护技术对深部破碎围岩巷道变形控制效果显著,尤其在掘进影响期控制围岩作用表现突出。     

巷道锚注支护机理分析及应用

锚注支护是将锚杆支护和注浆技术有机的结合在一起,共同作用的支护技术,尤其对松软破碎岩体的支护极为有效,使锚杆和注浆的适用范围得到扩展,提高了对软岩的支护效果。锚注支护既加固了围岩,又为锚杆提供了可靠的着力基础,使围岩强度和承载能力得到显著提高,巷道变形量明显降低,在分析锚注支护机理的基础上,分析了锚注支护特点及适用范围,得出巷道锚注支护可改善锚杆、裂隙面及围岩的力学性能,减小围岩塑性区及巷道位移,提高围岩的稳定性的结论。     

锚注支护在松软岩层大断面交岔点施工中的应用

采用自钻式中空锚杆先对巷道围岩进行注浆,浆液在巷道围岩裂隙及破碎带强化凝结后,再上紧注浆锚杆端部的托盘,锚固区内的围岩强度和抗压能力得到提高,在巷道周边轮廓形成一个嵌套强化锚固层,从而控制巷道的围岩变形与破坏。首次采用锚注支护在黄沙矿-500 m轨道暗斜井松软岩层大断面交岔点施工,取得了良好的支护效果。     

超前管棚注浆支护技术在极复杂断层带中的应用

基于煤矿巷道采用超前管棚注浆支护技术顺利通过复杂断层带的实际案例,研究了巷道通过极复杂断层带面临的破碎围岩变形控制问题.通过计算确定了超前管棚注浆支护的设计参数,采用数值计算手段分析了过断层区域不同支护条件下的围岩应力和巷道变形情况,并针对施工后的管棚支护巷道变形量进行了现场实测,总结了超前管棚注浆支护技术在巷道通过复杂断层带的成功经验.实践证明:超前管棚注浆支护技术提高了围岩的完整性及整体承载能力,能够形成较强的预支护体系,可应用于复杂断层带的破碎围岩变形控制,但需辅以物探手段提高注浆质量、加强监测才能保障巷道顺利通过复杂断层带,本文经验可对类似工程的设计和施工提供借鉴.     

深井穿断层破碎带软岩巷道围岩控制技术研究

在总结刘庄煤矿穿断层破碎带软岩巷道围岩破坏特征的基础上,分析了巷道围岩破坏原因,并结合该矿东一轨道大巷施工难点,提出了巷道围岩分步耦合支护技术方案,包括预留巷道围岩变形量、初次锚网索喷耦合支护、滞后围岩注浆加固及帮角和底板锚注加固。现场工程实践表明,采用分步耦合支护技术,巷道拱顶最大下沉量为38mm,两帮最大水平位移量为122mm,底鼓最大位移量为193mm,有效解决了刘庄煤矿深井软岩巷道穿断层破碎带施工围岩稳定控制难题。     

特大断面断层破碎带中锚注支护技术的应用

王庄煤矿7105风巷掘进期间突遇一落差为6.0 m断层,由于受断层破碎带的影响,巷道围岩松散破碎范围大,裂隙发育。如采用工字钢配合巷道原有锚网索联合支护方式,不仅支护成本很高,而且在很大的构造应力的作用下,巷道很难保证长期稳定,容易导致边回采、边维修的被动局面,甚至对矿井安全生产造成严重威胁。因此必须寻求新的支护体系以期解决这一难题。锚注支护就是针对节理、裂隙发育、断层破碎带等松散、破碎情况,利用锚杆注浆技术,改变围岩结构,提高围岩力学参数和整体性,能够切实解决巷道掘进过程中顶板破碎问题,实践证明效果显著。     

动压区域巷道锚注联合支护技术在新窑煤矿的应用

为解决单翼开采时,相邻回采工作面形成的采动应力场对下部掘进巷道围岩造成的破坏性变形问题,以新窑煤矿公司5502回风巷为研究对象,分析发现,相邻的回采工作面产生的采动压力传递到5502回风巷,致使5502回风巷围岩松散破碎,大大降低巷道围岩的承压能力,同时巷道围岩发生较大变形。据此提出采用锚注联合支护技术,对掘进巷道围岩进行"控固、提刚、改性",在提高巷道支护强度的同时将巷道松散围岩用水泥浆液胶结为一个整体,提高巷道围岩自身的承压能力。结果表明:采用锚注联合支护技术后,巷道变形量得到有效控制,胶结后的围岩较完整,承压能力强,保证了巷道的安全生产。     

回采巷道软弱破碎围岩锚注加固支护技术实践

介绍了在临涣矿回采巷道中对破碎围岩及煤体采取了外锚内注锚杆注浆加固配合工字钢梯形棚支护的方法。应用表明,采用该支护形式的巷道,控制住了围岩的变形,取得了较好的支护效果。     

断层带破碎煤巷围岩锚注预强化技术

为解决张集煤矿17246工作面回采断层带破碎煤巷支护困难、变形大等工程问题,将断层带内的破碎围岩视为弱结构体,采用数值模拟和现场实验的方法,模拟浆液在弱结构体内的扩散规律以及锚杆支护压应力的扩散效应,确定出合理的注浆钻孔参数和锚杆支护参数,开展回采巷道局部弱结构体锚注安全控制工程试验,提出锚杆基础支护+注浆加固对试验巷道弱结构煤岩体的预强化工程控制技术。结果表明:1)注浆和锚杆支护可强化浅部弱结构体围岩强度和围压,确定出试验巷道合理的注浆参数为:注浆压力4.0 MPa、注浆时间600 s、黏滞性系数0.14 Pa·s、注浆孔间排距1.8 m×2 m、孔深2.5 m、孔径56 mm;2)注浆前后巷道的变形监测数据表明,注浆和提高围压可显著提高弱结构体的承载能力和抗变形能力,保障了巷道围岩稳定。