拱形巷道超前支护研究

建设综采高产高效工作面已成为煤炭工业发展的一项重大任务。目前,平煤股份九矿已安装综采设备2套,综采面回风、运输巷多采用拱形巷道,但在其回采的过程中,两巷超前支护没有专用支架,致使超前支护工序繁琐,工作量大,浪费材料,丢失支护材料,支护效果差,回收难度大。为此,设计了拱形巷道超前支护梁——＂三节梁＂,满足了支护要求。     

综掘巷道超前支护装置及其应用研究

为了解决巷道掘进面事故频发,超前支护越来越得到重视,而传统的临时超前支护方式存在诸多弊端,如支撑力不足,支护面积小,作业耗时长、工人劳动强度大、作业安全无保障,已不能适应当前巷道围岩变形特点,本研究将应用新研制的超前支护装置,结合现场工业性试验以及FLAC数值模拟进行验证。结果表明,该新型超前支护装置结构设计合理可靠,易操作,对于提高巷道开挖后第三向应力水平具有积极的作用,并且该装置可以实现在巷道开挖后“无支护-临时超前支护”等工艺过程的无缝衔接过渡,显著地提高了采煤正规循环率,同时应用该装置的工作面,不仅增强了工人的安全感,也提高了工作效率。超前支护装置在王庄煤矿应用的整个工业性试验期内取得了很好的支护效果与经济效益,完全可以满足安全生产的需要。     

超前支护支架在综采工作面拱形断面巷道的应用

介绍了ZT2×4000/18/35型巷道超前支架结构、技术参数、支护方式及使用注意事项。     

巷道支护理论及其在软岩施工中的应用

本文从岩体松动理论出发,讨论了在掘进形成巷道以后岩体周围应力分布与变化规律,分析了软岩巷道围岩变形、压力特征及巷道围岩变形量的构成,对软岩巷道支护提出可行建议。     

浅谈锚索注浆固化巷道围岩松动圈支护技术

煤矿井下巷道传统的支护方式是架设金属支架(工字钢棚、U型钢棚)等被动支护。处于围岩破碎带或成巷时间长的巷道,若采用这种被动支护方式,在采动压力、上覆应力等多重因素的影响下,常常会因抗压效果差而造成巷道变形,后期返修又会造成人力、物力和财力的极大浪费。应用锚索注浆固化围岩松动圈的支护技术,将破碎围岩固化为一个整体,不仅消除了巷道围岩破碎情况,也是一种支护补强,可极大地提高巷道支护的强度和可靠性。     

拱形巷道滑移式临时支护装置研究与应用

为了解决拱形巷道超前段临时支护装置支护时间长、操作繁琐、空顶作业的难题,通过对拱形巷道围岩变化情况的分析以及现有超前段支护形式的探索,借鉴矩形巷道超前临时巷道支护装置的支护形式,研究并应用适用于拱形巷道的超前段临时支护装置,以乳化液为动力,采用立柱和钢梁铰接的形式,实现对掘进工作面迎头接顶和全断面支护。沿工作面掘进方向,采用滑移式,使用远程遥控技术,实现临时支护装置的交错前进;配套掘锚机,操作人员置身于安全环境下,杜绝空顶作业现象的发生。该装置的研究与应用,有效缩短超前段支护时间,营造安全作业环境,进一步提高拱形巷道掘进效率。     

围岩松动圈支护理论及在煤层巷道支护中的应用

介绍了围岩松动圈支护理论及在软弱破碎煤层矩形巷道中的松动圈测试技术,并结合具体工程实例验证了依据该理论确定的支护参数是合理的。     

回采巷道锚杆拱形布置支护研究

利用平面应力试验台,分别构建了回采巷道1(锚杆矩形布置支护)和回采巷道2(锚杆拱形布置支护)模型。通过计算机软件进行数值模拟论证,分析对比测试数据和加载后两个巷道的变化情况,得出在回采巷道中,锚杆拱形布置支护比锚杆矩形布置支护能承受更大的上覆岩层的应力作用的结论,认为锚杆拱形布置支护效果优于锚杆矩形支护。     

破碎围岩巷道锚杆支护优化研究

破碎围岩巷道支护重点是保证围岩的整体稳定性,然而现有巷道锚杆支护设计多依据工程类比法,不能适应破碎围岩巷道的支护参数确定。通过对金川Ⅲ矿1 554水平运输巷道进行超声波探测,确定了围岩松动范围,并以此确定锚杆支护参数。数值模拟研究发现,围岩松动范围能够指导锚杆支护参数的确定;依据松动圈测试结果减小锚杆长度、增加支护密度能够取得很好的支护效果,保证了围岩的整体稳定性,同时减少材料消耗、节约支护成本。     

赵固二矿回采巷道注浆锚索超前支护技术研究与应用

巷道围岩稳定性直接关系到煤矿安全、高效生产,为保障巷道围岩稳定,以焦作煤田赵固二矿11012工作面为工程背景,综合利用现场调研、岩石力学试验、理论分析、工业性试验等手段,研究了回采巷道超前影响区域巷道顶板变形破坏特征,建立了上覆岩层-顶板-煤柱为统一体系的力学模型,得到了巷道围岩顶板拉伸、剪切破坏的力学判据。在上述分析的基础上,提出了适合本地质条件下的注浆锚索支护技术方案,应用后巷道围岩整体实现了高强全锚注一体化动态耦合控制。     

巷道围岩变形破坏特征及支护方案研究

为了确保巷道围岩的稳定性,理论分析了巷道围岩变形破坏特征,得出了开挖后巷道围岩变形速率分布及巷道塑性区和原岩应力的关联;数值模拟分析了不同支护条件下巷道垂直应力分布情况及不同滞后支护方案下巷道顶板垂直应力分布,得到了最优支护方案。最后进行现场实测分析,验证了该支护方案的可行性。     

糯东煤矿软岩巷道破坏原因分析及支护对策

软弱围岩巷道变形机理复杂,单一支护手段往往很难对巷道围岩变形进行有效控制。针对软岩巷道围岩支护困难的问题,以糯东煤矿副平硐为工程背景,对巷道破坏原因进行分析,指出了原有支护方案的不合理之处,并对单一支护手段的作用原理进行了分析。结合糯东煤矿的工程地质条件,提出了锚网索、可伸缩U型钢联合加强支护的方案,并对支护参数进行优化。实践表明:该支护方案能够适应软岩变形,支护效果良好,为本矿其他相似工程地质条件下的巷道支护提供了借鉴。     

巷道锚杆—锚索耦合支护参数研究

根据某工作面实际工程概况,分析了巷道锚杆—锚索耦合支护参数,设计了3种支护参数,模拟分析了巷道回采和掘进期间围岩变形特征,得到了最佳支护形式,然后采用数值模拟软件,分析巷道支护参数合理性,主要分析了锚杆预紧力、锚索长度、顶板锚杆数量等。研究为相似条件下巷道支护提供指导。     

断层构造影响带巷道全锚索支护技术

为了解决断层构造带内巷道的支护问题,针对车集煤矿2614工作面位于落差0~50 m断层影响内的地质状况,分析断层构造影响带内巷道支护的影响因素,研究得出巷道原有支护体系中锚杆失效的原因是围岩的破碎和锚杆长度的局限性使其无法提供足够的预应力;分析锚索支护的原理,和锚杆相比,锚索的长度、预应力及承载能力都比较大,更适用于断层构造影响带内的松软破碎围岩巷道的支护。同时,根据对原有锚杆支护失效的原因和锚索支护原理的分析,设计采用短锚索代替锚杆的全锚索支护,数值模拟结果分析和现场矿压观测数据都证明了全锚索支护的优越性。     

巷道动力失稳下围岩松动特征分析及支护参数选取

针对煤矿开挖导致的巷道动力失稳问题,为了提升煤矿巷道安全性,对巷道动力失稳下围岩松动特征分析及支护参数选取问题进行研究。给出乌东煤矿工程概况,在巷道设3个监测点,当动力失稳现象出现时,分析巷道围岩物理学性能,对煤矿巷道动力失稳下巷道表面位移进行监测,并进行实验分析,通过实验结果实现围岩支护参数选取。实验结果表明,动力失稳现象会导致围岩岩样的抗压强度变低;在距离工作面距离为90 m时,顶底移近与两帮收敛的变形速率最大;当监测点的监测日期逐渐上升,顶板的锚杆受力与锚索受力不断加大,其中锚索受力相对较高,而锚杆下帮受力要低于锚索上帮受力。按照实验结果设计支护参数,以防止围岩松动变形对巷道带来影响。     

深部软岩巷道围岩变形特征及全锚索支护机理

针对新元煤矿9102原回风巷的围岩大变形及支护构件变形失效等问题,分析了复杂高水平应力和垂直应力场作用下原回风巷顶板围岩的裂隙发育状况及围岩变形破坏特征,结合现场实际决定在原回风巷20 m处重新开掘一条回风巷。采用数值模拟分析了新掘回风巷的围岩应力环境,结合原有支护及现场实践提出了全锚索支护技术,并阐明其支护机理。现场监测表明,新掘回风巷采用全锚索支护技术后,巷道围岩变形明显减少,且支护构件无变形失效,实现了对深部软岩巷道的围岩控制。     

复杂顶板巷道锚杆锚索支护参数优化设计

针对复杂顶板巷道支护难、维修费用高等问题,根据原有支护参数的不足,采用FLAC^3D数值模拟软件,建立分析了复杂顶板巷道数值模型,采用单一变量实验方法,分别以顶板锚杆间排距、长度和帮部锚杆间排距、长度为研究对象,分析了顶板和帮部锚杆和锚索合理支护参数。研究为复杂顶板巷道锚杆锚索支护参数设计提供了理论基础。     

深埋巷道围岩变形及支护技术研究

随着煤炭开采逐渐向深部转移,巷道围岩变形越来越严重。分析了深埋巷道围岩变形及支护技术,对研究巷道进行了三轴抗拉试验,得到煤和岩石力学参数,采用结构梁和弹性力学分析了巷道围岩变形,为模型分析提供了理论基础,然后采用FLAC^3D数值模拟软件,分析了巷道变形位移,与现场实测相比,数值模拟能够较好地模拟煤矿巷道实际变形情况。研究能够为巷道参数设计提供借鉴。     

巷道围岩松动圈测定及支护参数优化

为了对巷道进行有效支护,确保巷道的稳定性,基于研究巷道实际工程概况,采用电磁雷达法对巷道围岩松动圈进行测试,根据不同测线的雷达探测曲线,得到了研究巷道围岩松动圈级别;优化了巷道支护参数,主要包括顶板锚索、帮锚索、顶帮锚杆、一次喷浆、二次喷浆、道底板圆弧形卸压槽的开挖及底板注浆锚索加固等,并进行了巷道表面位移观测。研究得出,优化后的巷道支护能够有效控制巷道围岩变形。     

注浆锚索在沿空留巷工作面超前支护中的应用研究

为解决煤矿超前支护工序繁琐、劳动强度大、影响工作面快速推进以及超前液压支架破坏顶板锚杆（索）严重等问题,以古汉山矿1604工作面运输巷为工程背景,理论分析了工作面超前巷道围岩变形特征和注浆锚索支护原理,提出在工作面超前巷道采用锚注支护技术,取消原工作面超前液压支架,减小了单体支柱支柱密度,并在现场进行了工业性试验。试验结果表明,工作面超前巷道顶板实施注浆锚索后,顶板围岩裂隙内浆液充填范围广;超前巷道受工作面支承压力和采动影响后,巷道变形不明显;进入沿空留巷后,留巷实体煤帮最大移近量为276 mm,采空区帮最大移近量为216 mm,顶板最大移近量为225 mm,底板最大鼓起量为164 mm,顶板控制效果较好。