高地压巷道锚索让压支护技术的探讨

锚索配合锚杆进行松软顶板及高地压巷道的支护,使巷道的安全性和支护状况得到显著改善;然而在松软顶板、位于断层构造带或高地层压力特别是高水平应力围岩巷道中使用锚杆与锚索联合支护,锚索出现了大量的断裂或损坏。论文根据对高地压顺槽中锚索普遍破断的状况原因的调查与分析研究,提出了采用防止锚索破断的让压支护技术与措施,取得了明显的技术效果。     

深部高应力围岩动压巷道让压支护技术应用

为解决深部高应力动压巷道维护的技术难题,本文以某矿113下09工作面深部动压影响巷道为背景,提出了“高强预应力锚杆+让压结构”的有效技术方案,确定了合理支护参数。采用预应力让压锚杆进行支护后,使动压作用下巷道围岩稳定性提高,具有明显的技术经济和社会效益。     

深井高应力回采巷道让压锚杆支护技术

针对常村煤矿开采煤层埋藏深、地应力高、围岩压力大、巷道维护困难的情况,提出了利用让压管进行让压的锚杆支护技术.应用该技术,回采巷道整体变形减小,两帮位移得到有效控制.而且,让压管可有效保护锚杆杆体,防止锚杆破断或发生钢带撕裂的现象,保证了巷道的支护效果.     

大埋深高应力巷道让压支护技术研究

针对四矿矿井大埋深高地应力巷道支护现状及围岩特点,总结深井高地应力巷道支护原则,提出采用高强可变形让压锚杆+鸟巢锚索+W钢带支护技术控制深井巷道围岩持续变形的方法,并在工程实际中进行了支护实践.     

新型锚索让压器让压性能研究

研制1种新型的锚索让压器,由让压管与劈裂塞组成,安装在托板与锁具之间,无需扩孔,成本低,让压强度及让压变形量较大。采用理论计算及FLAC^3D软件对锚索让压管让压强度与让压变形量进行了计算,两者计算结果较为吻合;制作了5套锚索让压器,通过压力机进行强度测试,得出了作用力与让压变形量的关系曲线;由理论计算、数值模拟及力学测试得出,锚索让压器的让压强度主要与让压管导向槽壁厚有关,导向槽壁厚4、6、8 mm时,让压强度分别为83、136、182 kN;而让压变形量与让压管高度及劈裂塞高度有关,让压变形量可达100 mm以上。     

大变形巷道锚固系统让压装置设计与支护方案优化

随着我国煤矿开采深度的加大,伴随出现的巷道大变形、矿压显现明显等诸多现象愈发严重。为解决深部回采巷道大变形,决定对影响锚固系统锚固性能的核心要素进行研究。通过对锚固系统荷载传递过程现场光纤锚杆试验监测,明确了不同锚固参数下锚固系统受力状态分布特点;通过实验室试验与数值模拟研究,制定了适用于大变形巷道的锚固系统外固元让压装置设计准则;通过现场试验研究,进一步明确了不同内固元参数下锚杆的受力反馈特征与巷道围岩的协同控制效果。基于优化内固元参数辅以让压装置,进行大变形巷道支护方案优化设计,现场工业性试验监测结果表明：优化的支护方案可有效把回采期间巷道收敛量控制在300 mm以内、顶板深部最大离层位移在100 mm以内,且设计的新型让压装置可产生一定形变,有助于提升锚固系统整体的稳定性。研究成果可对解决深部巷道大变形支护难题提供一定的参考。     

高应力巷道耦合让均压支护技术实践

平煤股份四矿二水平己三采区己15-23130回风巷外段350 m巷道原有支护系统失效,经分析认为导致支护失效的主要原因为受到上覆丁组煤柱应力传递作用和巷道过地质破碎带受到构造应力作用。针对该情况,根据耦合让均压支护理念,找出了巷道围岩支护的关键点,制订出合理有效的支护设计优化方案,该方案的实施解决了该矿的支护难题。     

大变形回采巷道耦合让压支护技术研究

以枣泉煤矿11205大变形辅助运输巷为例,采用理论分析与实验室测试相结合的方法,提出耦合让压支护基本思路及11205辅运巷支护的耦合让压支护方案,利用数值模拟计算不同方案下围岩的变形破坏规律。结果表明:采用耦合让压支护使围岩变形得到了控制。     

回采巷道让压锚索支护机理研究

厚煤层回采巷道顶煤较厚,动压作用后离层量大,使锚索产生破断,让压锚索可以缓解此类现象。文章采用数值模拟软件FLAC~(3D)分析了王庄煤矿8107工作面运输巷锚索破断机理,以让压管力学试验和数值模拟确定了让压锚索参数。工业性试验表明:10 cm高强双泡让压管与巷道锚索匹配性较好,巷道围岩变形得到了有效控制。     

大变形高顶区轨道巷修复设计与施工

煤系地层围岩软弱,在高地压作用下,巷道顶板容易出现严重变形破坏,垮落后形成高顶区,修复极其困难.针对传统的高顶区解决方案存在着局限性,在处理时存在作业量大、作业空间狭小、瓦斯易积聚的问题,根据锚杆支护理论,通过进行技术革新制定了"放炮挑顶掘进+锚网喷+锚索联合支护"的技术方法,确定了支护参数,有效解决了高顶区巷道修复问...     

大断面巷道围岩变形机理及支护技术研究

为解决大断面巷道围岩变形量大、巷道支护困难等问题,以曹家滩煤矿122108工作面主运顺槽为背景,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,对巷道围岩变形破坏力学机理和掘进过程中的应力场、位移场和塑性区进行分析,总结巷道掘进过程中围岩的变形破坏规律,在此基础上对巷道支护参数进行优化.结果表明:采用"锚杆+锚索+塑钢网+钢筋网"...     

深部大断面巷道围岩注浆加固技术研究与应用

针对深部大断面巷道支护成型后服务期间围岩变形比较严重,巷道顶底板和两帮变形量较大等问题,基于莫尔-库仑准则和力学平衡原理,对巷道围岩注浆改性机理及巷道围岩注浆力学模型进行分析;采用FLAC^3D数值模拟方法对比分析了分层掘进、一次见顶见底掘进、注浆加固与未注浆加固,4种交叉支护方法下围岩塑性区、应力场及围岩移近量演化规律。结果表明：注浆加固后巷帮塑性区破坏范围及围岩移近量明显减小,有效控制了巷道围岩变形。定性分析并确定了“分层掘进+滞后高压注浆+强力锚索支护”的矿压控制方案,实际应用结果表明该方法能够有效控制巷道围岩变形,可为深部大断面围岩巷道注浆加固的设计与应用提供借鉴。     

大雁二矿高应力软岩巷道底臌变形机理与支护的研究与实践

软岩巷道变形是软岩矿区影响煤矿安全生产的主要危害之一,大雁二矿二水平( 250m)高应力软岩巷道失稳变形的主要因素是底臌,文章对引起巷道底臌的原因以及底臌变形规律进行了分析,提出了针对现场切实可行的防治措施。     

高应力软岩巷道变形与破坏机制及返修控制技术

针对高应力软岩巷道的大量变形与破坏问题,以江西曲江煤矿-850 m水平运输大巷为例,研究了变形机理和返修控制技术。首先,对该大巷的变形及破坏情况选取7个具有代表性的地段进行现场调查,发现变形与破坏形式主要包括两帮内挤、侧墙张裂、U型钢棚架弯曲或折断、底板鼓起和顶板垮落等;进行了X衍射实验和围岩内部变形结构的现场窥视,表明该巷道围岩含泥质矿物较多,松动圈较大(4 m左右)。然后,采用巴顿分类Q值、地质力学RMR值和松动圈估计值等将-850 m水平运输大巷的各调查段巷道稳定性归为Ⅴ,Ⅳ和Ⅲ类,相应地将这3类巷道称为垮冒巷道、特殊巷道和标准巷道,并给出了初步支护方案。最后,借助于工程类比、围岩分类、截面面积校核和提出的锚固段长度经验公式等方法得到了返修巷道锚索(锚杆)的长度、间排距、强度、直径和锚固段长度等主要参数。由此,-850 m水平运输大巷试验段巷道选取了"锚杆、金属网、喷浆、锚索、注浆和底板锚索"的综合支护方式。应用表明:经过147 d,巷道两帮收敛量最大值仅为66 mm,顶底板移近量最大值仅为119 mm,监测后期的收敛速率均小于1 mm/d,处于稳定状态。     

深部高应力富水软岩巷道底鼓机理及控制技术

针对深部高应力富水软岩巷道底鼓问题,以胡底矿盘区水泵房为工程背景,分析了盘区水泵房底板变形特征及影响因素,采用UDEC离散元模拟软件对硐室掘进期间的围岩应力状态、位移模式及破坏形式进行分析,研发了适合在富水环境中使用的锚杆(索)新型防水锚固剂FS2350,该锚固剂具有良好的锚固效果。研究结果表明:水泵房在高应力和富水环境下呈现挤压流动性和膨胀性底鼓,底鼓呈全区域、持续性和连锁性等变形特征。底板锚注支护可有效提高煤岩体的物理力学特性,抑制底板岩层剪切破坏,控制破碎区进一步向深部转移,减小底板岩层破坏范围,改善了底板围岩的受力状态。锚注支护后,底板支护系统处于稳定状态,90 d后底板最大变形量为23 mm,有效解决了深部高应力硐室底鼓问题。     

深部高应力巷道围岩预留变形控制技术

采用理论分析、数值计算、现场试验等手段,研究了支护阻力对深部高应力巷道围岩变形与塑性区的影响,提出了支护结构应满足围岩大变形的协调支护原则。研究结果表明:在现有支护条件下,支护阻力对深部高应力巷道围岩变形、塑性区影响十分有限,深部高应力巷道围岩总是存在一部分变形量依靠现有支护水平无法控制,将此部分围岩变形量称之为巷道围岩的"给定变形",并且这种"给定变形"随着开采深度的增加而增大;因此,对于深部高应力巷道围岩变形控制,可在巷道掘进时预留一定的变形空间,并要求支护结构应能够适应巷道围岩的大变形,以维持围岩的完整性,同时保障支护结构本身能够持续不断提供支护阻力而又不出现断裂失效。工程实践结果表明:考虑预留变形并采用"锚杆+自动让压桁架锚索"为主体,锚索加固为辅助的综合控制技术可较好的控制巷道围岩的稳定性,保障了巷道服务期间的安全使用。     

深部软岩巷道高预应力增阻大变形锚杆研究及工程应用

为解决深部软岩巷道大变形、返修率高等问题,在前人研究基础上研发了一种新型高预应力增阻大变形锚杆,该新型锚杆主要由托盘、夹片、杆体1、杆体2、连接套、锥形套、滑移套管等组成,可以施加不低于120 kN的高预应力,让压点可控为180~240 kN,变形量可在150~1 000 mm内灵活调节,锚杆的破断力可达到350 kN左右,且在变形的过程当中能保持较高的渐增支护阻力;室内静力拉伸特性试验结果表明,该新型锚杆与传统锚杆相比,具有“先抗后让再抗,防断增阻”的优良特性;为进一步研究新型锚杆的力学支护机理,在建立该锚杆杆体轴向力学特性曲线的基础上,采用Fish 语言编程对FLAC3D数值模拟软件CABLE单元进行了相应二次开发,数值试验获得的试验结果与室内试验结果基本完全一致,高精度模拟了大变形锚杆的轴向拉伸力学行为;典型深部大变形软岩巷道-金阳煤矿-500 m疏水巷变形机制研究表明,围岩强度低、地应力高以及锚杆初始预应力低是导致其变形的主要因素,采用传统等强螺纹钢锚杆支护已经无法解决三者之间的突出矛盾,必须设法加强支护强度降低围岩的变形速率,同时提高支护构件适应围岩大变形的能力,才能保持巷道围岩的稳定;为验证该新型锚杆的支护效果,提出了以该新型高预应力增阻大变形锚杆为核心的新“锚网喷”支护技术,数值模拟及现场监测结果表明,该支护方案可有效提高锚杆受力状态,降低围岩变形量,与原支护方案相比,围岩最终变形量减少了近60%,取得了良好的支护效果,具有重要的推广应用价值。     

深埋破碎软岩巷道变形破坏研究

论文通过对九龙煤矿井下巷道变形数据的实测,对深埋破碎软岩巷道的变形规律及破坏特点进行了研究,得出了其变形规律。并对围岩的变形原因进行了探讨,得出了一些规律性,研究结果对软岩支护工程实践有一定的指导意义。