采动应力作用巷道交岔点稳定性分析及支护优化

深部软岩巷道交岔点稳定性控制是地下开采的难题,采区内巷道交岔点受采动应力作用更易发生变形破坏。针对该问题,依托805工作面下伏西二回风巷道交岔点工程背景进行研究,建立考虑工作面采动集中应力影响的巷道交岔点垂直应力计算式,采用数值计算方法分析不同采动应力集中系数、不同交岔角度下交岔点围岩应力及塑性区分布规律。得知随着采动应力集中系数增大,交岔点岩柱应力集中现象加剧、围岩塑性区发育范围增大、交岔点变形破坏加剧。基于上述分析,提出以全长预应力锚杆+锚索+围岩注浆的综合化主动支护方法。结合矿压监测,优化后支护效果良好。研究结果为类似采动应力影响下的巷道交岔点围岩稳定性控制提供技术参考。

深部多形式应用交岔点围岩失稳机理及能量演化研究

随着采矿进入深部地层,具有长服务年限的各类巷道交岔点围岩发生强烈破坏,需要明晰深部环境下交岔点围岩失效机理,以针对性地指导修复和补强作业。通过对多地矿井交岔点维护情况的调研,全面总结了连接型、交岔型、分岔型和旋岔型(环三角柱)四类16种交岔点类型,提出了三类交岔点的典型应用形式:单一大型交岔点、嵌套式两交岔点组和环三角岩柱式交岔点群。将现场交岔点的破坏情况分为围岩局部破坏、三角岩柱破坏和整体性破坏的三种级别,从灾害的诱因和来源上,提出了外部环境因素、自身结构属性和人为设计隐患的三类13种致灾因素,并详述了各种致灾因素的致灾路径。建立了三类典型应用形式下交岔点的精细化模型,对数值软件进行二次开发,引入了畸变能密度指标进行围岩的能量分析。研究表明,交岔点围岩的畸变能峰值在三角区岩柱内,增高系数在2.5左右。最大断面处围岩畸变能同样发生积聚,增高系数在1.5左右。因此,提出了交岔点的修复需以强化三角岩柱和大断面处围岩为重点,并对深井交岔点的修复提出了以三角岩柱和大断面段补强为主的针对性方案。本研究为深部交岔点的破坏因素分析、数值模拟指标引入和修复支护提供了参考。

主应力对巷道交岔点围岩稳定性影响研究

为研究主应力对交岔点围岩稳定性的影响,以某矿为工程背景,建立5组交岔点数值计算模型,研究了交岔点开挖前的扰动应力场偏转规律,并引入点安全系数法研究了主应力和交岔角度对交岔点围岩位移场、扰动破碎区的影响规律。研究结果表明:在交岔点开挖之前,交岔点附近围岩的主应力方向发生偏转,偏转后的应力场类型由σh型变为σv型,交岔点开挖过程中围岩受σv型应力场影响;交岔角(α≤90°)越大,交岔点越稳定;交岔角度相同时,新掘巷道轴向较靠近最大水平主应力方向的交岔点更稳定。交岔点现场实测数据验证了研究结果。

某井巷工程牛鼻子交岔点现场施工技术探讨

为确保井巷工程牛鼻子交岔点施工弧形控制和连续渐变的要求,保证牛鼻子交岔点施工进度快、质量好、成型美观,以常用简易牛鼻子交岔点为参考,对交岔点牛鼻子的成型控制方法进行优化,同时对施工人员进行现场技术指导。经过实践验证,该优化方法可在各交岔点施工中应用推广。

大断面巷道交岔点围岩支护技术研究

为了解决某矿大断面巷道交岔点围岩支护困难问题,文章针对交岔点断面大、软岩,研究分析巷道交岔点围岩破坏原因,通过模拟普通支护(锚网索+单体液压支柱),以及加强支护(锚网索+单体液压支护+锚索梁)两种支护方案的围岩变形特征,发现加强支护的方案,巷道围岩的变形量最小,围岩得到了有效地控制。通过工业性试验对加强支护方案进行验证,结果表明巷道交岔点加强支护后,围岩顶底板及两帮的移近量、顶板的离层量都在控制范围之内,支护效果好。

浅谈岩巷交岔点的设计及其施工

对岩巷交岔点进行设计、施工探讨,在满足安全需求前提下,通过逐渐降低墙高,减缓了巷道断面增大率,减少了工程开挖量;同时根据本地段原始岩层情况,确定合理的支护方式及参数。

告成煤矿巷道丁字交岔点施工新工艺

告成煤矿在丁字口巷道交岔点以往一直使用矿用工字钢，配合垛子梁、将军柱抬门，虽然施工工序简单，但支护效果普遍较差，施T后巷道易变形。为保障巷道长期支护效果和减少维护费用，现通过技术攻关，在丁字口巷道交岔点采用了L型梁支架抬门工艺，该工艺目前已在13、21采区3个掘进工作面上得到应用，通过矿压观测，支护效果良好。

巷道交岔点的数值模拟分析与支护

为了解决巷道交岔点处的围岩松散破碎引起的应力分布复杂难以支护的问题,本文采用FLAC3D数值模拟软件对巷道交岔点处加固补强前后的应力分布状态进行了模拟.通过对比分析,加固补强后重新胶结破碎的围岩强度得到了提高,已能承载部分上覆岩层的重量,能有效的阻止应力集中区向围岩深部转移,防止了塑性区的进一步扩大.据此制定了对巷道交岔点处破碎围岩采取浅孔与深孔超前预注浆进行加固,提高围岩强度,进一步安装顶板三维锚索和帮部预应力桁架补强支护的方案,并给出具体的加固补强的支护参数,实践中取得非常良好的效果,研究结果表明,该支护方式在类似复杂条件下的巷道交岔点应用中具有较大的推广价值.

煤矿深部Y型大断面交岔点双控锚杆支护技术及工程应用

在复杂工程地质条件下,煤矿深部Y型大断面交岔点严重变形,牛鼻子部位破坏尤为严重。通过现场调查及理论研究,总结深部Y型大断面交岔点的典型破坏形式。研究表明深部高应力、牛鼻子部位两侧无约束分别支护是其破坏的主要原因,提出深部Y型大断面交岔点双控锚杆支护技术。将研究成果应用于夹河矿深部交岔点工程中,应用效果良好。

极软岩巷道交岔点钢管混凝土支架结构设计与应用

为解决极软岩巷道交岔点支护问题,结合钢管混凝土支架和极软岩巷道围岩的力学特性,分析了钢管混凝土支架控制极软岩巷道变形的机理。对查干淖尔一号井井底车场中3个极软岩巷道交岔点支护问题采用了工程类比法进行分析,结果认为:若能充分发挥钢管混凝土的结构优势,采用"194 mm×10 mm钢管混凝土支架+钢筋网+400 mm厚混凝土喷层"的支护方案可有效控制3个极软岩巷道交岔点的围岩变形。因此,设计了适用于极软岩巷道交岔点的钢管混凝土支架结构形式:极软岩巷道交叉点钢管混凝土支架,采用由支撑架和"C"形异形支架组成的组合结构。提出了查干淖尔煤矿井底车场3个交岔点的支护方案,并进行现场支护试验。现场支护试验证明:巷道交岔点支护2 a后,收敛量小于100 mm,巷道稳定性良好。

巷道交岔点稳定性影响因素的数值分析

为了揭示巷道交岔点失稳机理,寻求合理的交岔点支护方式,采用FLAC3D程序对不同交岔点形式、深度、围岩强度、开挖顺序及开挖步距大小等因素进行了数值模拟计算.结果表明:目前煤矿使用的各种形式交岔点的变形和破坏都超过普通巷道,其中十字交岔点的变形和破坏最大;就巷道埋深和围岩强度来说,两者均存在一个临界值,当巷道交岔点埋深超过临界值,及围岩强度低于临界值时,巷道交岔点的变形和破坏将会加剧;十字交岔巷道开挖时,应选用较小的开挖步距,并避免支巷从远处向主巷贯通,及两支巷同时开挖对交岔点造成叠加影响.因此,在埋深一定的情况下,应选择较硬的岩层布置交岔点,通过加固措施提高围岩强度,并选择合适的开挖卸载方式,以提高巷道交岔点的稳定性.

鹤煤五矿深部交岔点大断面软岩巷道支护对策研究

鹤煤五矿三水平轨道下山地处向斜轴部,构造应力大,且受到上部采空区强烈的开采扰动,巷道变形严重,生产接续十分紧张。通过对该巷道工程地质条件的综合分析和地质力学评估,研究了该巷道的变形破坏机理及变形力学机制,并针对新开巷道大断面交岔点提出了以底角锚杆控制底臌的锚网索+柔层桁架耦合支护方案,且对该方案主要技术环节进行了优化,并通过数值模拟和现场实施验证了方案优化的准确性和可靠性。实践证明:该方案可以充分发挥锚网索和桁架的耦合支护作用,最大限度地发挥围岩的自承能力,有效控制巷道变形,为矿井的安全高效生产创造了条件。

深井大断面交岔点变形机理及稳定性控制研究

为解决夹河煤矿深部大断面3号交岔点难以支护的问题,分析可知3号交岔点变形破坏的主要原因是高地应力、开挖扰动以及支护体和围岩强度与结构的不耦合,据此提出了锚网喷+锚索+底角锚杆+中间岩柱双控锚索的耦合支护技术,现场应用表明:采用锚网索耦合支护技术后3号交岔点顶底板最大移近量为69 mm,两帮最大移近量为45 mm,3号交岔点变形得到了有效控制。

某矿山巷道交岔口的三维有限元模拟分析

建立了包含多个交叉巷道的三维模型并对其进行了计算分析,研究了巷道之间的相互影响和交岔点的稳定性。结果表明,巷道之间的相互影响基本集中在巷道周围2倍的巷道尺寸范围内。巷道交岔点处出现明显的应力降低区,应力分布出现较大的起伏。巷道交岔点附近两侧墙体上的应力发生明显的分异,弯道处的应力起伏也较显著。在交叉口处,应尽量避免相交部分过于尖锐,以避免产生明显的应力集中,而尖角的消去对应力的分布有一定的改善作用。

深部大断面交岔点破坏形式与控制对策

深部大断面交岔点结构复杂、施工扰动次数多,支护难度一般比较大,尤其在牛鼻子部位往往形成尖角,应力集中程度高.通过现场调查交岔点的破坏形式,总结了交岔点不同于普通岩巷的三种破坏形式,分析了各自的破坏机理,并对其支护对策进行初步探讨,认为对牛鼻子截面应限制其最小厚度、对交岔点的大断面区域应限制其最大断面尺寸,并且牛鼻子局部的支护不同于一般软岩巷道,应采用"强支硬顶"的支护思想.试验方案应用于工程实例,取得良好的支护效果.

火成岩复杂地质环境巷道交岔点成套施工技术

马钢集团姑山矿为典型的火成岩复杂地质环境,传统支护不能满足巷道的稳定要求;为采取合理的开拓与支护方案,对后和睦山矿段-300 m水平车场马头门南迎头N14交岔点进行了针对性研究,决定采用导硐施工方法,根据现场地质特点及锚网喷、锚注、锚索支护机理,采用锚网喷进行一次柔性支护,锚注与锚索联合进行二次加强支护的复合支护方案,取得了良好的技术效果与经济效益。研究结果表明,对于扰动较大的交岔点施工应及时进行柔性让压支护;对于破碎、易膨胀性围岩应及时进行封闭处理;对于大断面巷道或大松动圈围岩应进行锚注与锚索联合加强支护。

大断面交岔点综合机械化快速掘支成巷技术

为解决大断面交岔点掘进跨度大、支护困难、施工速度慢、工期紧张等问题,通过分析交岔点煤柱的应力极限平衡状态和炮掘对围岩的扰动程度,提出采用EBZ200综掘机正台阶式快速掘支成巷的施工方案。以王家岭矿北辅助运输大巷掘进工作面为例,采用这种方法,先施工扩大点向斜巷掘进拱基线以上的部分,落矸后及时护顶,掘进到设计位置后,再掘进拱基线以下的部分,成型后逐步扩大和挑高断面,最后进行支护和喷浆;斜巷掘进到位后转向直巷用相同工艺掘进。结果表明,综掘机在4天内快速掘支成型交岔点大断面巷道,这项技术既提高了巷道交岔点的掘进速度,也克服了因应力叠加窄煤柱不易支护的困难,为巷道交岔点的机械化作业提供了参考依据。

潘三V类较软围岩巷道、交岔点锚喷网支护试验研究

用松动圈支护理论确定的锚喷网支护参数、施工工艺，通过在淮南潘三矿较软围岩巷道、交岔点软岩中进行工业试验研究，表明合理、安全可靠，提高了施工速度，降低了支护成本．该支护设计方法和施工工艺。

大断面交岔点顶板变形与加固控制技术研究

针对交岔点断面大,厚复合顶板,顶板淋水大等实际情况,模拟分析了交岔点巷道围岩变形及应力分布特征,得到在交岔点顶板受较大的水平应力,在交岔点岩柱上垂直应力最大.提出对交岔点顶板采用化学加固封堵顶板水和锚索补强支护,能充分发挥锚岩支护体的整体承载能力.工程应用表明,对交岔点顶板采用化学加固和锚索补强支护后,有效地控制了交岔点围岩变形,取得了较好的技术效果.

软岩大断面交岔点支护与施工技术

针对软岩大断面交岔点支护和施工困难的特殊性,实例分析软岩巷道变形特点,结合软岩巷道锚网、锚注、锚索支护理论,提出了针对软岩大断面交岔点的"三锚"支护设计和反向正台阶法施工技术。承载力验算及现场变形实测结果表明,该支护设计和施工技术可控制软岩大断面交岔点的围岩变形,支护效果良好,具有良好的技术推广价值。