破碎围岩巷道锚注支护参数优化及应用

针对新河矿业730采区南部轨胶联络巷围岩松散破碎、变形严重情况,利用Comsol Multiphysics有限元分析软件探讨了不同注浆参数对浆液扩散的影响;并在此基础上,研究不同注浆锚索布置形式对注浆效果的影响。结果表明:浆液扩散半径会随着注浆压力增大、注浆时间延长而逐渐增大,每增大1 MPa注浆压力浆液扩散半径平均增长率为30.95%,每延长1 min注浆时间,浆液扩散半径平均增长率为25.67%;注浆锚索的布置形式决定了注浆加固圈的范围,当采用“六边形”布置方式时,其注浆加固圈范围相对较大,且顶板两侧不会出现漏浆的情况。基于数值模拟结果,确定了新河矿业南部轨胶联络巷锚注支护的注浆压力为4 MPa、注浆时间为8 min,注浆锚索布置方案为“六边形”式。工程应用表明:优化后的注浆参数有效地控制了巷道围岩的变形与破坏,取得了良好的工程效果,同时也为此类巷道的注浆加固提供了有效依据。

软岩巷道全断面锚注支护技术应力分布特征研究

针对软岩巷道分析其失稳变形破坏过程,提出全断面锚注支护技术,采用数值模拟方法研究赵固一矿在原支护方案和全断面锚注支护方案下的塑性区分布及垂直应力情况。结果表明:在原支护方案下,底板塑性区破坏深达4 m,两帮处的集中应力分布明显,最大集中应力系数为1.48。当采用全断面锚注支护方案后,巷道围岩形成统一整体,底板塑性区范围减小至1 m以内,两帮处的集中应力基本消失。结合现场监测发现,顶板离层在支护后期基本趋于稳定,巷道日均表面变形量约为2 mm/d,巷道围岩状态整体稳定,支护效果明显。

高应力破碎围岩巷道锚注支护技术

为解决东曲煤矿28204工作面顺槽在掘进过程中围岩变形严重问题,分析了巷道围岩及顶板变形、裂缝时空演化规律,根据围岩的阶段变形特征确定了最佳注浆时间,提出了新型巷道锚注支护技术并进行了效果评价。结果表明,28204轨道顺槽570~670 m试验段顶板最大下沉量为35 mm;轨道顺槽670~1150 m和皮带顺槽1030~1150 m正常推进阶段工作面采空区平均垮落距离为3.6 m;超前5 m范围内最大顶板下沉量为100 mm,实现了高应力破碎围岩巷道的有效控制。

豫西“三软”煤层软岩巷道锚注支护技术应用

针对白坪煤矿13111上底抽软岩巷道底鼓、顶板破碎、围岩变形量大等问题,采用水理性试验和电镜扫描的方法对巷道围岩变形特征进行分析,得出巷道底板和帮部泥岩层中伊蒙混层含量较大,岩层遇水容易发生膨胀和泥化现象,导致巷道围岩产生破坏变形,据此建立数值模型,给出3种支护方案,并进行数值模拟分析,得出采用“锚网+喷浆+锚索+锚注”支护方式控制巷道围岩变形效果最好。应用效果表明,巷道在采用新设计的支护方案后,巷道两帮移近量最大为95 mm,顶底板移近量最大为118 mm。巷道围岩变形能够得到有效控制,达到预期效果。

巷道锚注支护研究及工程应用

随煤矿开采不断进行,传统锚杆支护能力逐步减弱,导致巷道稳定性降低。基于此,对巷道锚注支护工艺进行研究,研发出新型组合高强度注浆锚杆与新型高强中空注浆锚索,并以此为基础设计新型巷道锚注支护工艺。在山西某矿开展实际应用并实时监测,结果表明支护效果显著。

软岩巷道顶板全长预应力锚注支护机理研究与应用

针对软岩巷道围岩节理裂隙发育、变形量大、常规锚杆(索)支护手段难以有效控制、容易引发安全事故的现状,以曹家山煤矿为背景,分析了常规预应力锚杆(索)锚固工艺的优缺点,提出了全长预应力锚注支护技术。应用结果表明:该支护形式满足矿井安全生产需要。

深部高应力采动巷道锚注支护参数优化研究

利用FLAC^(3D)内置的Fish语言编程,提取巷道围岩位移量与塑性区范围,揭示不同断面形状与埋深条件下巷道围岩变形和塑性区扩散随应力释放率的演化规律,优化了锚注支护参数(锚杆和锚索的长度、间排距、预紧力,注浆范围),提出了锚注分步联合支护技术,模拟分析不同支护参数对围岩稳定的控制效果。数值模拟结果表明,锚注分步联合支护技术,可有效控制深部高应力采动巷道围岩大变形破坏,可保证巷道围岩与支护结构的长期稳定及使用安全,具有良好的工程应用价值。

西山矿区极近距离煤层群采空区下工作面超前锚注支护技术研究

西山矿区极近距离煤层群采空区下回采巷道变形破坏严重,且通常以“单体液压支柱和工字钢梁或增设π型梁棚”等高强度传统超前支护为主,支护时间长、成本高,职工劳动强度高,危险系数大,对工作面的安全、高效生产影响极大。以西山矿区东曲煤矿29204工作面(位于9#煤层)为工程背景,项目采用现场调研、数值模拟和现场工业性实验等相结合的研究方法,对极近距离煤层群采空区下工作面超前锚注支护技术进行了系统性研究。研究表明:通过建立一套“融合矿压实时在线监测系统和锚注支护精细化管理平台于一体的新型锚注超前支护体系”,从支护设计、注浆参数、方案优化、锚注支护全生命周期管理等方面进行深入研究,现场应用效果良好,工作面完全替代超前单体液压支柱支护后,顶板最大下沉量2mm,两帮无变化,实现了工作面的安全高效回采。

高应力巷道底板卸压及围岩锚注支护技术

针对平煤八矿高应力回风上山巷道围岩软弱易破碎、巷道底鼓严重的问题,采用底板卸压和围岩锚注的支护思路,提出了“混凝土+锚网+注浆+卸压槽”的多层次联合支护方案。结合UDEC数值软件确定了卸压槽的宽度为1.2 m,深度为2.0 m。钻孔窥视表明,深孔、浅孔交替注浆后,浆液扩散半径达到3.0 m,巷道围岩整体性较好,巷道变形得到了有效控制。该技术解决了巷道在支护过程中遇到的问题,保证了矿井的安全开采,可为类似矿井提供借鉴。

马兰矿采面轨道巷过陷落柱锚注支护技术试验

为解决巷道掘进过陷落柱围岩控制难题,以马兰矿10607采煤工作面轨道巷揭露S158、S163陷落柱为工程背景,巷道过陷落柱采取加强支护技术措施,包括破碎围岩改性提高围岩强度、高强度锚网形成主动支护结构、支护结构及围岩表层硬化,经现场试验表明揭露陷落柱区域巷道位移量相对较大,变形时间相对较长,但巷道整体变形可控,效果良好。

基于弹塑性模型的巷道锚注支护结构控制设计

新奥法理论、联合支护理论、围岩松动圈理论等软岩工程支护理论在工程实践中得到普遍应用,取得了显著效果。但是在应用过程中,巷道遭受破坏的现象时有发生,对变形破坏机理的认识还不够深入。本文基于理想弹塑性巷道锚注支护模型,系统研究了锚杆支护力P0、锚注区半径R1、锚注塑性区半径Rm等参数之间的关系,提出了锚注支护结构的设计步骤,并结合算例验证了该方法的实用性和科学性。结果表明,锚杆支护力P0对锚注区半径R1与锚注塑性区半径Rm比例关系影响不大,锚注区的塑性区变化只取决于注浆材料和围岩性质。本文的研究成果可为锚注支护结构定量设计和施工提供依据。

软岩巷道锚注支护时机优化研究

锚注支护技术是维护软岩巷道围岩稳定的一种有效方式,支护时机的选择对巷道支护效果具有很大的影响。根据对破裂软岩注浆加固后的力学特性分析,运用FLAC2D软件的应变软化本构模型,对软岩巷道最佳锚注支护时机进行了数值模拟优化分析,结果表明:随着注浆时机的滞后,浆液在围岩中的流动渗透范围逐渐增大,但注浆加固后的围岩强度却逐渐降低,巷道围岩变形表现出"先减小、后增大"的趋势。据此,提出了一种综合运用数值模拟优化和现场监测确定巷道最佳锚注支护时机的方法,并应用于工程实践,取得了良好的效果。研究成果对软岩巷道锚注支护施工和设计具有指导意义。

深部高应力极软岩巷道锚注支护技术研究

随着矿山开采的大规模进行和采深的加大,深部高应力极软岩巷道支护问题日益严重。基于深部高应力极软岩巷道国内外支护现状的分析,并针对其破坏特点,提出了以内注浆锚杆为核心的锚注支护体系,来解决深部高应力极软岩巷道支护难题。井下试验表明:锚注支护不仅保持了深部高应力极软岩巷道的稳定,而且提高了施工速度,节约了支护成本,技术经济效益十分显著,具有广阔的推广应用前景。

深部软岩巷道锚注支护数值模拟研究

采用大型有限元数值模拟软件ANSYS,对深部软岩巷道锚注支护前后围岩变形破坏规律进行了数值模拟,对锚注支护前后围岩的应力、位移及塑性区的变化情况等进行了系统分析,结果表明,锚注支护显著提高了围岩的强度和承载能力,有效地控制了深部软岩巷道的损伤变形。

软岩巷道锚注支护技术及其工程实践

分析了国内外锚杆支护的技术特点，认为我国软岩巷道锚杆技术的主要问题是锚杆支护系统的支护强度不够。进一步研究认为，锚杆与注浆联合支护是目前中国软岩（裂隙发育、可注性好）巷道支护很有前途的新途径。提出了锚注结合加固软岩巷道的新思路，发明了外锚内注式新型锚杆及其加固软岩巷道新技术，解决了一系列工艺问题。

深井软岩巷道底鼓分层锚注支护技术

为了解决桃园煤矿二水平轨道大巷底鼓变形严重的问题,在大量现场调研基础上,得出了巷道围岩应力高、底板岩性差以及底板未采取支护是导致巷道底鼓严重的因素。基于从提高底板强度和整个支护结构体稳定性角度出发,采用钢筋梯子梁配合长1.5、2.5和3.0 m的锚杆组合支护大巷底板,锚杆间距1.1 m,排距0.7 m。矿压观测结果表明:采用分层组合锚杆支护技术后,二水平轨道大巷最大底鼓量不超10 mm,锚杆平均锚固力不大于30 kN,有效解决了桃园煤矿二水平轨道大巷的底鼓问题。

深井软岩巷道锚注支护结构承载特性

由于受深部高应力的作用,唐口煤矿埋深达1030 m处于软岩地层中的井底车场硐室和巷道均发生了严重的变形破坏,短期内大部分丧失其安全使用功能.针对此情况,提出了锚喷和锚注支护结构,运用相似材料模型进行了试验研究,得到了巷道在不同支护条件下围岩的变形与稳定规律,揭示了唐口煤矿深井巷道顶底板围岩的变形破坏特征.试验结果表明,锚注联合支护结构能够较好地满足深部高地应力作用要求,为同类巷道的支护提供了有效途径.

深部软岩锚注支护巷道围岩变形机理研究

深部软岩巷道围岩变形控制问题一直是煤矿研究的重点和难点。论文以平顶山八矿丁四采区轨道下山巷道为工程背景,采用现场工业性试验和数值模拟计算,对锚喷和锚注支护两种支护条件下,巷道围岩变形破坏机理进行了研究。研究结果表明:(1)与锚喷支护相比,锚注支护巷道浅部围岩的高应力区向深部围岩转移,巷道浅部围岩处于应力降低区,改善了巷道围岩应力环境;(2)锚注支护巷道围岩的位移量均小于锚喷支护对应位置围岩的位移量,所以锚注支护对巷道顶板和两帮起到有效的控制作用。提出并实施了巷道围岩二次注浆技术措施,研究了注浆工艺和注浆参数。实施后巷道围岩变形得到了有效控制。

深部高应力膨胀性软岩巷道锚注支护技术及相似模拟试验研究

针对唐口煤矿深部高应力膨胀性软岩巷道的变形特征,通过对围岩物理力学性能的测试、围岩破坏机理分析和相似模拟试验,提出了采用以锚注为核心的锚网喷注联合支护体系来解决深部高应力膨胀性软岩巷道的支护难题。监测结果表明,锚网喷注联合支护既维持了巷道的稳定,又提高了施工速度,节约了支护成本。

软岩巷道高强锚杆辅助锚注支护机理及应用

基于软岩巷道变形破坏规律,对高强锚杆辅助锚注支护加固机理进行了研究分析.采用有限差分软件FLAC2D,对深部软岩巷道使用普通锚喷支护、高强锚杆支护和高强锚杆辅助锚注支护前后围岩变形破坏规律进行了数值模拟,对锚注支护前后围岩的位移及塑性区的变化情况进行了系统分析,并与现场实测结果进行了对比.结果表明,锚注支护利用锚杆与注浆相结合的方法,显著提高了围岩的强度和承载能力,极大地提高了软岩巷道的支护效果,扩大了锚杆的使用范围,能有效控制软岩巷道的围岩变形,具有显著的经济效益.