复杂条件下深井巷道锚杆支护技术研究

简述了锚杆锚固机理,同时以某矿深部巷道为原型,对深部巷道围岩破坏特征进行了分析,通过数值模拟,对加强支护和注浆技术进行了研究。结果表明注浆对维护巷道围岩稳定,减小围岩破碎区大小起到了重要作用。但单纯的浅层注浆却未能起到遏制围岩进一步变形破坏的作用,应当结合深部注浆,完成内外结构的耦合平衡支护,才能有效提高围岩的内摩擦角和内聚力,提高弱面的强度和刚度,维护巷道的稳定。     

深井软岩巷道锚杆支护数值模拟研究

采用数值模拟的手段,对顾北煤矿深井软岩巷道锚杆支护进行了优化,从技术与经济两方面考虑,选取了最优的支护方案,并在现场施工中应用,及时监测,反馈信息,优化支护参数。该项技术在顾北煤矿收到了很好的技术与经济效益。     

采动影响下巷道围岩变形特征及支护技术研究

为解决采动影响下的巷道围岩应力集中、变形大等支护难题,以华润煤业205运输顺槽为例,采用FLAC3D数值模拟软件,分别对工作面顺槽受采动影响前和受采动影响时围岩屈服破坏情况、垂直应力分布、垂直和水平位移特征进行分析,得出205运输顺槽受采动影响时的最优支护方式和参数,并且成功用于工程实践.     

复合顶板采动影响煤层巷道锚杆支护技术

本文介绍了在复合顶板受采动影响条件下煤层巷道采用锚杆支护技术方法的成功实践 ,为各类矿山在相似条件下的巷道支护提供了可借鉴的经验。     

大断面穿层巷道锚杆支护数值模拟研究

针对大断面穿层巷道围岩的特殊性和复杂性及巷道支护存在的问题,通过对山西吕梁地区某矿井大断面穿层回风大巷进行锚杆支护参数数值模拟研究,为类似条件下的穿层巷道支护设计提供了很好的依据和借鉴。     

采动影响下巷道支护参数的模拟分析及应用

潞宁煤业公司二二采区大巷在采动影响下常出现过度变形的现象.为避免在二四采区出现类似问题,以二四采区辅运大巷为背景,根据二四采区的地质条件,通过数值模拟分析,确定巷道的支护参数;实施后监测其支护效果,辅运大巷掘进期间顶底板最大移近量为63 mm,两帮为54 mm,在24102工作面采动影响下,顶板和两帮位移量分别增大了3...     

回采巷道锚杆支护参数的数值模拟研究

运用数值分析的方法，按照正交设计，对某一确定回采巷道锚杆支护参数进行了数值模拟，得出锚杆长度超出松动圈０．２５ｍ、顶板与两帮为两角分布时对围岩移近量影响最小的结论，为合理选择支护参数提供了理论依据。     

多次采动影响下巷道支护技术优化研究

针对巷道受采动影响下围岩变形量增大,留设顶煤下支护难度大等技术难题,根据东滩矿6306工作面井下实际地质条件,结合巷道围岩物理力学参数,在原有支护方案的基础上提出了锚杆（索）非对称支护优化方案。利用FLAC3D大型数值模拟软件,对原方案与优化支护方案在受多次采动影响下巷道围岩收敛量及应力的分布规律进行了研究分析。研究结果表明,在使用优化支护方案下,工作面多次采动推进至监测点时,优化方案两帮移近量较原方案降低了16.8%,顶底板移近量较原方案降低了15.6%,应力集中区向深部转移。     

煤巷锚杆支护数值模拟研究

采用数值模拟方法对煤巷锚杆支护进行分析研究,获得煤巷锚杆支护围岩应力分布规律及矿压显现规律,验证了支护的合理性,为优化煤巷锚杆支护参数,控制围岩变形提供了理论依据。     

巷道锚杆锚索协同支护数值模拟研究

基于锚杆、锚索协同支护原理,在围岩条件和锚杆、锚索其他支护参数一定的情况下,采用正交试验设计方法,运用FLAC3D数值模拟软件对锚索预紧力、锚索长度、锚索锚固长度3个支护参数对巷道围岩变形影响规律和它们之间的协同匹配关系进行研究分析。结果表明:影响围岩顶底板、两帮变形的主要因素是锚索预紧力,锚索预紧力的大小对巷道变形的影响最为显著,而锚索长度和锚固长度的影响相对较小;锚杆预紧力须和锚索预紧力协同配合,共同控制围岩的变形,预紧力为20kN的锚杆和预紧力为100kN的锚索在巷道顶底板变形控制中能达到很好的协同配合作用;巷道围岩顶底板和两帮的围岩稳定性控制的机理不同,需要采取的支护理念和支护参数也不同;锚索锚固长度对围岩位移变化的影响规律是锚索长度对围岩位移变化影响规律的侧面描述,呈负相关的关系。     

深部冲击地压巷道锚杆支护作用研究与实践

以义马常村煤矿深部冲击地压巷道为工程背景,介绍了深部冲击地压巷道围岩地质力学参数分布特征,分析了冲击地压巷道围岩变形与破坏特征及主要影响因素,揭示出锚杆支护对冲击地压巷道变形的本质作用是保持围岩完整性,在围岩中形成支护应力场,降低应力集中系数,改善巷道围岩应力分布,充分发挥围岩的抗冲击能力。提出冲击地压巷道支护形式选择原则,介绍了高冲击韧性锚杆支护材料力学性能及锚杆支护参数设计方法。针对常村煤矿21220下巷条件,提出以全长预应力锚固、高强度、高冲击韧性锚杆与锚索支护为主,以金属支架为辅的复合支护方式,并进行了井下工业性试验。矿压监测数据表明,该种支护方式与围岩的整体抗冲击能力强,能够有效控制深部冲击地压巷道变形与破坏。在冲击能量影响下,锚杆、锚索受力特征明显不同于普通巷道,呈波浪状或锯齿状变化趋势。     

鄂尔多斯深部矿区冲击地压防治思考

根据国家能源西进战略,鄂尔多斯矿区近年来新建了部分深部矿井,由于缺乏深部开采经验,其在矿井建设阶段未充分考虑冲击地压因素,导致矿井在开采过程中面临冲击地压灾害.通过对鄂尔多斯深部矿区冲击地压显现现场调研,分析了其冲击地压影响因素,提出了鄂尔多斯深部矿区冲击地压研究方向.鄂尔多斯深部矿区受开采深度、煤岩冲击倾向性、顶板特...     

矿山深部开采试验采场地压监测技术研究

某矿深部开采过程中面临着较大的地压灾害问题,为确保下部矿体安全高效的回采,对试验采场采用垂直束状深孔爆破方式进行回采,并对回采过程中的岩体应力和变形情况进行监测分析。数据分析结果有助于进一步掌握开采过程中的地压活动规律,为深部矿体安全高效开采设计提供依据。     

深井冲击地压发生机理分析及预测方法研究

本文在总结深井冲击地压的特征和规律的基础上,对深井冲击地压的发生机理,如强度理论、冲击倾向性理论、刚度理论、能量理论、失稳理论等分别进行了分析,指出了上述各种理论的不足,结合淮北某矿顶板砂岩试验,提出了利用应变法和声发射法来预测深井冲击地压的发生,取得了较好的效果。     

深部开采沿空巷道冲击危险性的工程判据研究

为研究深部开采沿空巷道冲击地压的发生条件,以沿空巷道应力场分布为切入点,建立了相应的工程力学模型,分析得到沿空巷道围岩高应力区附近的高应力差区是发生冲击地压的主要区域。以高应力差区的煤体为研究对象,分析得到了沿空巷道冲击地压发生的应力条件、应力梯度条件及煤体的冲击倾向性条件,并推导了冲击危险性的工程判据。结果表明：决定冲击地压危险性的关键因素是高应力差区域的应力峰值、应力差值、应力梯度和煤岩体强度以及冲击倾向性;通过调整沿空巷道实体煤巷帮与高应力峰值位置的间距,合理布置沿空巷道位置,可以有效控制沿空巷道的冲击地压灾害。     

深部软岩巷道锚注支护机理数值模拟研究

自主研制了破裂岩样承压注浆试验设备,开展了破裂岩体注浆加固力学特性试验,分析了破裂岩样注浆加固前后的力学特性与微观结构。提出了"锚注加固体等效层"概念,采用FLAC~(3D)数值模拟研究了深部软岩巷道锚注支护机理,揭示了"锚注加固体等效层"厚度、弹性模量、内聚力、内摩擦角对巷道围岩位移及塑性区的影响规律,即随着"锚注加固体等效层"参数的提高,巷道围岩位移及塑性区随之降低,体现了注浆可提高破裂岩体的完整性与强度,为锚注支护参数优化设计奠定了基础。     

深部大采高工作面煤柱留设优化数值模拟研究

为缓解高产高效矿井采掘接续紧张局面,鄂尔多斯地区综采工作面多采用"两进一回"的巷道布置形式,辅运巷在回采结束后用作下一工作面的回风巷,两进风巷之间采用大煤柱护巷。但随着该地区采深600 m以上的深部矿井增多,冲击地压灾害问题逐渐显现,双巷大煤柱留设的弊端也暴露出来。针对此问题,以鄂尔多斯红庆河煤矿3-1101大采高综采工作面为例,对不同宽度煤柱留设的应力分布规律进行建模研究,提出了合理的煤柱留设宽度,为鄂尔多斯地区类似条件矿井的安全高效开采提供参考依据。     

深井掘进巷道锚杆支护设计的研究

根据生产实际研究掘进巷道锚杆支护的规律及科学提供支护参数设计。     

高预应力强力支护系统及其在深部巷道中的应用

针对煤矿深部及复杂困难巷道条件，分析了锚杆支护作用，提出高预应力、强力支护理论，大幅度提高支护系统的初期支护刚度与强度，保持围岩的完整性，减少围岩强度降低；开发出高预应力、强力支护系统，包括强力锚杆、强力钢带及强力锚索系列材料，力学性能得到显著提高；高预应力、强力支护系统成功应用于新汶矿区千米深井巷道，巷道变形降低70%左右，顶板离层仅为原来的5%，巷道支护状况发生了本质改变.实践证明，高预应力、强力支护系统可有效控制围岩变形与破坏.同时，提高顶板支护的刚度与强度可有效地减小煤帮压力和底臌.     

深部开采中的强扰动特性探讨

深部岩体具有高地应力、高地温、高渗压的独特赋存环境,其采动影响远较浅部复杂。通过将深部岩体的赋存环境和深部开采的扰动特征两方面相结合,系统分析了深部岩体开采中的强扰动特性。首先对扰动激励的动静组合特点进行了分析。根据深部开采中的应力变化路径,给出了不同深度类型下原岩应力状态以及扰动应力状态的分布区域,揭示了深部开采中应力变化更加复杂的必然性,并初步给出了考虑赋存深度、开采工艺、岩体重度、残余应力以及采动速度影响的岩体卸荷速率计算公式。根据深部开采中的动力扰动类型和波动传播规律,分析指出了深部岩体中的流体压力传播特征,揭示了深部动力扰动时间延长和扰动范围扩大的特点。然后基于扰动状态概念(DSC)对扰动影响水平进行了分析。通过对深部岩体能量蓄积、能量耗散以及释放规律的分析,定义了基于能量特征的扰动函数,可以籍此构建基于DSC的深部岩体统一本构模型,并定量描述深部岩体扰动的大小。最后定性描述了深部岩体开采中开挖扰动区的分布特点以及相应的应力应变状态,将其划分为原岩弹性区、开挖损伤区(EDZ)以及开挖破碎区,其中开挖损伤区又可分为峰前损伤区、塑性流变区、外部损伤区。并初步给出了开挖损伤区大小的计算公式,讨论了各项参数的意义及影响因素。研究表明,深部岩体的高应力状态以及复杂的多场多相耦合环境使其在更大范围内受到扰动的影响,EDZ的范围将显著增大,并表现出复杂的时空演化特征。利用扰动状态概念(DSC)建立的扰动函数,以及基于能量分析建立的开挖损伤区(EDZ)大小计算公式,可以定量刻画深部扰动的程度,分别反映了深部扰动激励增大和扰动影响增大的特点。