深部厚顶煤巷道让压型锚索箱梁支护系统现场试验对比研究

针对巨野矿区深部高地应力厚顶煤巷道支护特点,以"先抗后让再抗"支护理念为指导,研制高强让压型锚索箱梁(PRABB)支护系统。该系统具有预紧力损失小、定量让压、支护力传递效果好、护表面积大等特点。分别以箱型支护梁和矿用12#工字钢为托梁设计了横梁、纵向单梁和纵向双梁共6种支护系统。以赵楼煤矿深部厚顶煤巷道为工程背景,利用数值试验对其支护效果进行初步分析,并在3302工作面顺槽进行6种支护系统的现场试验对比研究。现场试验结果表明:(1)相对于原支护方案,6种锚索梁支护系统均能有效控制巷道围岩变形;(2)PRABB支护系统试验段巷道支护效果整体优于工字钢锚索梁方案,前者围岩变形量比后者小15%～25%;(3)纵向单梁支护系统对巷道围岩的控制效果最好,纵向双梁支护系统次之,横梁支护系统相对较差。根据试验结果对钢梁不同布置方式的围岩控制机制进行分析表明:纵向单梁支护系统可有效控制厚顶煤巷道顶板关键部位的变形,调动围岩自承能力,使巷道变形得到较好控制。在深部厚顶煤巷道支护时,采用PRABB支护系统纵向单梁方案,可达到经济有效控制巷道围岩变形的目的。

深部厚顶煤巷道让压型锚索箱梁支护系统布置方式对比研究

针对深部厚顶煤巷道围岩变形特点,以"先控后让再抗"为支护理念,设计了让压型锚索箱梁支护系统横梁、纵向单梁、纵向双梁及纵横组合4种不同布置方式的支护方案。数值试验结果表明,纵横组合方案具有最好的围岩控制效果,横梁方案支护效果相对较差。对让压型锚索箱梁支护系统的4种方案进行了现场试验,监测结果显示,纵横组合方案作用下的围岩变形量最小,其两帮移近量和顶板沉降量仅为120 mm和90 mm,同时该方案支护反力最大;锚杆、锚索受力与巷道围岩控制效果相对应,且锚索让压环作用明显;设计制作的测力箱梁监测表明,箱型支护梁受力合理协调,材料性能发挥充分。对让压型锚索箱梁支护系统及其不同布置方案的作用机制进行了探讨。综合分析表明,深部厚顶煤巷道中,优先选用让压型锚索箱梁支护系统中的纵横组合与纵向单梁方案,可有效地控制巷道围岩变形,满足支护要求。

卸压支护及锚带加强支护技术在架棚支护巷道的应用

在复合顶板及压力集中区域内用工字钢架棚支护方式下,采用卸压支护及锚带加强支护技术,减轻了棚子的压力,有效地控制了棚子变形,满足了支护的要求。

深部厚顶煤巷道纵向让压锚梁支护系统现场试验

为有效控制深部厚顶煤巷道围岩变形,设计了纵向让压锚梁支护系统(锚梁在顶板中部纵向布置,并配备锚索让压环),通过现场试验与常规横向锚梁支护方案进行对比研究。监测结果分析表明:纵梁方案有效改善了巷道围岩控制效果,纵梁方案比横梁方案顶板沉降量和造价分别降低31.4%和16.8%;在回采之前横梁方案锚索受力逼近破断荷载(442kN),而由于让压作用,纵梁支护方案回采前锚索受力稳定在294kN,为后期工作面回采提供了强度储备,让压效果明显。最后,从厚顶煤巷道支护关键部位、支护体系整体性和高效让压三个方面对纵向让压锚梁的作用机制进行了分析。

小煤柱工作面应力区顺槽围岩控制技术的应用

针对虎龙沟81511小煤柱工作面回采期间受回采应力影响,51511巷与8501采空区之间的小煤柱出现垮落现象,导致51511巷顶板失稳、巷道内有害气体涌出量大、支护失效等技术难题,虎龙沟煤矿通过技术研究,决定对51511巷采取水力切顶卸压技术,并对小煤柱巷帮及顶板采取“迈步式JW型锚索吊棚施工+注浆”联合支护技术。通过实际应用效果来看,采取切顶卸压技术后,削弱了采空区残余应力对小煤柱巷道产生剪切破坏作用,采取联合支护技术后,提高了小煤柱顶板整体稳定性,防止小煤柱垮落现象,取得了显著应用成效。

近距离煤层底鼓巷道支护方案优化分析

基于煤峪口矿近距离煤层底鼓巷道围岩稳定性的问题,分别从顶板、两帮以及底板3个区域提出了该矿51010巷围岩稳定性的维护方案,并针对巷道底鼓严重的问题,提出在原有支护基础上,利用高强让压锚索束梁补强维护。实践表明:该方案的应用节约了支护成本,避免了巷道返修,减轻了劳动强度,提高了巷道的稳定性,满足了正常生产的需要,为今后类似条件下巷道支护方案优化提供了借鉴,值得推广应用。

深部煤巷高强让压型锚索箱梁支护系统研究

对现阶段煤巷支护现状,尤其是对让压支护理论及技术进行了总结分析。对"先控后让再抗"支护理念的必要性和工程意义进行了研究。以该理念为指导,针对深部高地应力煤巷支护需要,研制了高强让压型锚索箱梁支护系统,分析了系统的高强让压性能,研究了箱型支护梁及锚索让压环等组成构件的功能和力学特性。通过与槽钢、工字钢的对比分析结果可知箱型支护梁强度高、刚度大、护表效果好、传力性能佳、经济性高;单轴压缩试验结果表明该锚索让压环具有独特的二阶式让压性能,且让压点较高、让压距离大、让压稳定性好。该支护系统组合方式多样、适用范围广。根据赵楼煤矿3320运输平巷地质情况设计了高强让压型锚索箱梁支护系统相应方案,并与原支护方案进行了数值模拟对比,结果显示该方案明显优于原支护方案。新型支护方案用在平巷的试验段中,达到了良好的支护效果。