综采面沿空巷道超前动压区煤柱失稳效应与锚注加固技术

为探究综采面沿空巷道超前动压区煤柱对巷道围岩整体稳定的影响规律,综合采用数值模拟、工程应用等方法,建立沿空巷道超前巷道数值分析模型,研究综采面回采期间不同煤柱宽度下沿空巷道围岩力学和变形响应特征。研究结果表明:护巷煤柱宽度小于5 m时,工作面帮为采动应力主要承载结构,其内部应力及变形均大于煤柱帮,此时工作面帮应作为超前动压区重点加固对象,随着护巷煤柱宽度增加,煤柱承载应力逐渐增加、变形增大,护巷煤柱宽度增加至5 m以上时,煤柱承载应力显著增加,采动应力由沿空巷道两帮围岩共同承载,超前动压区应同时加强两帮支护,基于此开发超前动压区沿空巷道锚注加固技术,并进行工程应用。研究结果可为平顶山矿区类似条件沿空巷道超前控制提供一定参考。

超前注浆在巷道掘进过断层破碎带围岩控制中应用

为确保双柳煤矿5301回风巷安全高效掘进通过BF36断层,以及断层影响范围内巷道围岩稳定,提出采用“超前注浆+锚网索梁”组合方式控制围岩。通过超前注浆提高断层破碎带围岩整体稳定性,并为巷道掘进创造良好条件;采用锚网索梁方式为围岩提供较大的支护作用力,确保围岩稳定。工程应用后,回风巷在断层破碎带内掘进期间未出现漏顶、冒顶、片帮等问题,在断层影响范围内,巷道顶底板、巷帮变形量分别为52、53mm,围岩变形量整体较小,使回风巷安全掘进及围岩变形得到了有效控制。

和尚嘴矿煤层胶带大巷掘进与支护技术探讨

和尚嘴煤矿14号煤层胶带大巷掘进过程中的主要风险为上部小窑旧巷;为保障该巷道安全掘进,拟定采用物探结合钻探的超前勘探、采取对小窑旧巷的区域注浆填充、增加U型钢支护等技术措施;对该大巷235~260 m区间的上部旧巷实施了上述治理措施后,掘进已安全通过该区域;应用表明,大巷支护效果良好。

超前注浆加固技术在掘进工作面过破碎带中的应用

G煤矿在回采工作面5521-10回风巷掘进期间,受到褶曲、断层等地质构造及煤层赋存条件的影响,构造前后形成集中应力区,煤岩体处于松软破碎状态,原有锚网支护方式无法有效满足巷道围岩控制要求,巷道掘进期间易发生漏顶造成灾害。针对上述问题,结合掘进工作面实际情况,提出了解决思路,决定采用尤卡尼加固剂进行巷道煤岩体超前注浆加固的技术措施,并设计了相应的技术参数,注浆加固后使破碎煤岩体力学性质得到了有效改善;注浆加固技术方案实施后,选择合理的支护参数对巷道进行有效支护,并对巷道进行离层变形监测、锚杆锚索受力特征现场测试,其结果验证了该技术的合理性。

隧道浅埋段穿越软弱复杂地层加固处理技术

某隧道进口浅埋段穿越风化砂、细角砾土和碎石土层,局部夹有软粉质黏土和块石,围岩自稳能力差,隧底局部承载力不足。介绍穿越软弱复杂地层加固动态处理技术,通过采用地表注浆加固、洞外增设第2层超长管棚、优化CRD工法等措施,实施隧道超前周边注浆、隧底钢管桩注浆等加固处理技术,确保施工安全和结构安全。

注浆锚索在综采工作面超前支护中的应用研究

霍州煤电木瓜矿为提高综采工作面回采巷道围岩有效控制,提出将注浆锚索应用到回采巷道超前支护中,并以该矿10-206工作面辅运顺槽为研究对象,对注浆锚索布置方案及现场应用效果等进行分析。现场应用后,10-206工作面辅运顺槽超前支护段围岩变形量较小、顶板始终保持稳定,同时取消超前单体支柱后,工作人员劳动强度明显降低,巷道运输及通风断面明显增大,为采面煤炭高效开采创造相对良好条件,同时也为矿井地质条件相类似注浆锚索的应用提供参考与借鉴。

破碎顶板下回采巷道超前支护参数优化研究

为解决三交河矿10-205工作面正巷破碎顶板下超前支护区巷道变形大,劳动强度高等问题,开展了超前支护优化研究。通过现场实测和室内试验,获得煤岩力学参数,采用注浆锚索代替部分单体支柱,设计了3种排距超前支护优化方案。通过FLAC3D分析不同方案下巷道位移应力分布规律。最后在10-205正巷进行了现场试验,结果表明:注浆锚索优化方案下,超前30 m范围内单体立柱排距由0.8 m增加至1.6 m,减少16排立柱,显著减少了单体支柱数量,降低了劳动强度,增加了作业空间,为类似工况下回采巷道超前支护提供了借鉴。

综采工作面回采巷道主动式超前支护关键技术研究

为了解决回坡底煤矿综采工作面回采巷道超前段支护稳定性的问题,提出了主动式超前支护关键技术,注浆配合锚索支护方案实现了浆液和锚索的有机结合,有效控制了顶板和两帮的变形量,锚索提供轴向力确保了围岩整体的稳定性,为综采工作面的回采提供了安全保障。

富水残积土输水隧洞水平旋喷桩和超前小导管组合支护技术研究

为了研究水平旋喷桩配合超前小导管组合支护设计参数对不良地质输水隧洞预加固效果的影响,依托广西黄章水库富水残积土输水隧洞,研究了超前小导管管径、注浆加固圈厚度、外插角、环向间距、水平旋喷桩桩径、桩间距对富水残积土地层输水隧洞拱顶竖向沉降、拱腰水平变形以及掌子面变形的影响规律,并采用局部敏感性分析方法研究了支护参数的敏感性。研究结果表明:隧洞内的拱顶竖向沉降、拱腰水平收敛、掌子面位移与超前小导管和水平旋喷桩相关参数有关;小导管外插角对拱顶竖向沉降影响最大,注浆加固圈厚度次之,小导管环向间距的影响最小;小导管注浆加固圈厚度对拱腰水平位移影响最大,小导管外插角次之,小导管管径的影响最小。利用超前小导管+水平旋喷桩组合支护对富水残积土输水隧洞进行支护时,应综合考虑各参数影响,寻求最安全经济的支护参数,确保隧洞施工安全性。

新型矿用中空注浆锚索的设计与研究

为了解决松软煤层回采巷道的支护问题、控制松散岩层的稳定性,设计了一种新型矿用中空注浆锚索。从注浆锚固的功能出发,详细设计了注浆锚索的各部分结构和尺寸,通过拉力试验得出注浆锚索的各项力学参数,并阐述了注浆锚索在施工过程中的注意要点。通过现场使用效果对比得出:该注浆锚索的支护形式不仅减小围岩变形量,保证顶板的稳定性,减少了工人支护作业的劳动强度,而且实现了锚注一体,提高了作业效率,节约了松软岩层的支护成本。

注浆锚索超前支护技术的应用研究

针对北轨道巷1巷工作面巷道围岩稳定性差,易出现片帮冒顶现象,存在安全生产隐患大的问题,为有效解决上述问题,基于北轨道巷1巷工作面巷道工程地质概况,通过进行现场调研与工业性试验,结合岩石力学特性,分析了工作面超前影响区域内的巷道围岩变形特性,提出了可应用注浆锚索进行超前支护的支护策略,设计了支护方案,注浆工艺流程,并分析了应用效果,经应用注浆锚索来超前支护北轨道巷1巷工作面后,该巷道两帮移近量及顶板下沉量分别减小了57.1%、60.4%,同时巷道底鼓量也减小了77.2%,达到了较好的支护效果,有效控制了巷道围岩变形,更好地保障了工作面安全生产,该研究可为类似工况下巷道的超前支护提供参考。

工作面超前支护预应力注浆锚索技术的研究应用

长平煤业五盘区5308首采工作面采用重型放顶煤工艺开采,由于埋深大、底板直接底为泥岩,单体支柱穿底,两顺槽超前巷道帮鼓、底鼓严重,传统的单体柱配金属梁超前支护形式不能满足安全高效生产需要,急需探讨科学有效的新型超前支护技术。基于此,提出以“预应力注浆锚索补强”为技术核心的回采巷道超前支护技术。结果证明,以“预应力注浆锚索补强”为技术核心的超前支护技术可变被动支护为主动支护,能够提高顶板整体强度,改善巷道围岩条件,创造了安全舒适的作业环境。

某矿巷道穿越高压富水断层破碎带综合防治水技术研究

随着浅部矿产资源的日益减少,深部开采已成为必然趋势,水文地质条件日益复杂,防治水害日益严重,水害威胁制约着矿山整体开发进度,尤其是深部井巷穿越地质条件复杂的含水层和断层裂隙水时治理难度更大。本文介绍某矿山通过采取物探、工作面注浆堵水和超前管棚支护综合治理手段穿越复杂断层破碎带的成功经验,为其他类似矿山井巷水害治理断层破碎带提供借鉴。

地质构造影响区破碎围岩巷道支护技术研究

地质构造影响区巷道掘进期间普遍面临围岩破碎、构造应力发育等,巷道掘进期间容易出现冒顶、片帮、围岩变形量大等问题,是矿井煤炭生产期间需要重点解决的问题。以S204回风顺槽通过F34断层为工程背景,为实现巷道围岩变形有效控制,采用数值模拟研究分析S204回风顺槽原支护措施下围岩变形情况,发现现有支护措施无法满足支护强度要求,支护完成30 d后掘进断面左帮整体垮落,右帮变形严重,底板鼓起。依据现场情况对F34断层区域进行超前注浆,结合U型钢增强支护,使用顶板离层仪对增强支护措施进行考察,根据观测结果可知,断层区域超前注浆结合U型钢支护有效控制S204回风顺槽通过F34断层围岩失稳,最大位移量30mm,围岩稳定。

任楼煤矿工作面机巷超前支护技术研究

为了解决任楼煤矿Ⅱ8224N工作面机巷存在顶板极易碎胀、围岩破碎等问题,采用钻孔窥视的方法获得了工作面巷道围岩松动圈发育规律,设计了工作面(注浆)锚索式超前支护技术方案,建立了围岩支承结构力学模型计算了围岩支承力,并利用工业性试验对超前支护技术方案进行现场验证。研究结果表明:机巷顶板的完整性好,其中顶板浅部主要发育横向裂隙,裂隙较小,无明显破碎区发育,无明显离层现象;顶板深部零星发育微小纵向微细裂纹,裂隙长度较短。建立了主动式超前支护围岩稳定支护力学模型,结合工作面机巷原锚杆(索)支护技术方案,提出了分阶段超前支护技术方案。在工作面机巷开展工业性试验,验证了主动式超前支护锚索支护性能发挥良好,围岩稳定控制效果较好。研究成果可为其他矿井相似工作面回采巷道提供一定的借鉴意义。

厚煤层大采高工作面沿墙掘巷支护技术应用

针对沿空留巷围岩变形剧烈的问题,以山西王庄煤业3310工作面条件为背景,采用理论分析、现场试验方法,分析了巷道围岩变形机理,针对性地优化了巷道支护设计方案,其中顶板采用全锚索支护方式,优化了锚索长度,并采用中空注浆锚索与巷帮喷浆护表措施增强巷道支护强度,同时采用超前顶板注浆措施充填顶板裂隙。根据优化设计后巷道掘进围岩变形情况,变形量均在可控范围内,表明优化后的支护方案能够提升巷道稳定性。

隧道软弱破碎岩层辅助支护超前小导管施工

为保证隧道软弱破碎岩层在浅埋暗挖施工过程中的稳定性,不产生流沙或者塌方现象,需要在开挖之前提前对被开挖的土体做好超前加固或者常用支护等保护措施。本文分析超前小导管注浆施工在隧道软弱破碎岩层辅助支护工程中的操作要点和关键技术,根据以往施工经验,总结不足之处,并提出整改意见,以保证可以最大限度发挥出该项施工工艺对隧道工程的建设作用,为隧道工程创造出更好的社会效益和经济效益。

应力集中区过断层巷道超前裸注联合支护技术研究

为有效控制煤柱应力集中区过断层带的巷道围岩变形,提出在不喷浆封闭巷道壁面的情况下,通过超前小导管注浆,并采用36U型钢+锚索协同承载的支护方案,既提高了巷道过断层区域围岩的完整性与强度,又充分发挥锚索支护的主动性及联合承载整体效能。通过巷道稳定性分析、科学监控量测,表明巷道围岩变形能够得到有效控制,为类似的工程提供了技术参考。

煤矿断层破碎带超前长孔预注浆加固技术及应用

煤矿巷道穿越断层破碎带时,常发生顶板剧烈来压、强烈底鼓、帮部收敛等变形破坏,严重影响安全掘进及巷道正常使用。断层破碎带内的巷道围岩稳定性受构造应力、断层水、围岩强度与完整性等多种因素的影响。以淮南矿区顾桂井田-695 m南翼轨道大巷穿越F104-1断层破碎带为工程背景,在围岩力学特征测试、物化分析的基础上,结合类似地质条件下的相关工程经验,提出以超前长孔注浆预加固、U型钢支架、锚杆、全长锚固注浆锚索为核心的成套技术体系,研究了高应力、围岩破碎软弱等不良地质条件下巷道围岩加固支护方法。

不规则工作面注浆锚索代替单体及液压支架主动式超前支护技术

矿山作业的少人化/无人化是我国各类矿山持续高质量发展的核心目标之一。某矿206工作面为变面宽的不规则工作面,工作面辅运顺槽原先采用液压支架及单体支柱进行超前支护,需要作业人员2~4人,且巷道有效断面小,给工作面宽度变化处增、减液压支架作业带来了很大困难。针对206不规则工作面提出了采用注浆锚索代替单体及液压支架进行主动式超前支护的技术思路,利用COMSOL有限元程序对注浆锚索支护施工的关键技术参数进行优选,设计了注浆锚索主动式超前支护技术方案,并在现场进行了工业性应用。结果表明:注浆锚索超前支护条件下工作面辅运顺槽围岩变形量小,围岩裂隙得到了有效充填与胶结,锚索承载稳定;最终实现了注浆锚索完全代替单体支柱及液压支架,为不规则工作面增、减液压支架作业提供了极大便利,同时实现了超前支护段的无人化,保障了工作面安全高效生产。该主动式超前支护技术对于金属矿山破碎顶板、矿压异常区以及对断面尺寸有较高要求的金属矿山巷道支护均具有很好的借鉴意义。