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。

泥化软岩巷道全断面锚注加固技术研究

针对动压泥化软岩巷道围岩软弱破碎、巷道变形量大、难支护等问题,以贵州某矿水平车场为工程背景,分析了动压作用下泥化软岩巷道变形破坏特征及影响因素,提出了全断面锚注加固支护技术。通过FLAC3D进行了数值模拟,对比分析了支护效果。在车场巷道进行了工程实践,现场试验表明:实行全断面锚注加固支护技术,有效降低了巷道两帮收缩量、顶底板移近量,避免了巷道的失稳破坏,减小巷道返修工作量。

全断面锚注加固技术在破碎松软大巷中的应用

动压条件下破碎松软巷道变形严重,难以控制的问题,是制约煤矿安全生产的难题之一。阳煤集团一矿针对以上技术难题提出了29U棚+顶、帮锚索注浆+底板锚索束注浆联合支护系统,在西大巷实验取得了较好的效果。试验结果表明,全断面锚注加固支护系统对动压条件下破碎松软巷道具有很好的适应性,达到了预期的效果,为类似条件下巷道治理提供了借鉴。

深部软岩巷道深-浅耦合全断面锚注支护研究

基于对深部软岩巷道变形和破裂特征的长期监测结果,提出了以"中空注浆锚索和高强注浆锚杆"为核心的新型深-浅耦合全断面锚注支护技术体系.借助渗流力学理论建立了深-浅耦合锚注浆液的渗流基本方程,并结合COMSOL软件模拟再现了浆液在围岩内的渗透扩散过程.结果表明:注浆锚索和注浆锚杆所注浆液使巷道浅部围岩形成完整的锚注加固圈,而注浆锚索同时使巷道深部围岩形成局部锚注加固体,两者协调耦合作用,形成互为支撑的承载体,完善了深-浅耦合全断面锚注支护的理论体系和加固作用机理.现场监测证明该支护体系有效地控制了巷道围岩的变形与破坏.

巷道围岩全断面锚注浆液渗透扩散规律研究

考虑巷道开挖扰动和注浆压力衰减对浆液渗透扩散规律的影响,基于拟连续介质假设,利用渗流力学理论推得围岩扰动应力和注浆压力耦合作用下的浆液非稳态渗透扩散基本方程;并运用多场耦合软件COMSOL建立了锚注浆液在围岩中渗透扩散的数值计算模型,系统研究了注浆时间、注浆压力以及注浆锚杆间距等锚注参数对浆液渗透扩散的影响。其结果表明:延长注浆时间可以减缓浆液压头在渗透扩散过程中的衰减而增大浆液在围岩中的扩散半径;注浆锚杆间距与浆液扩散半径之比小于等于1.41时,浆液将在巷道全断面围岩内形成完整注浆加固圈。最后将以上研究成果用于淮北袁店一矿新掘巷道的锚注加固设计中,经现场监测证明其有效地控制了巷道围岩的变形与破坏。

全断面组合锚注加固技术在软岩巷道修复中的应用

王洼煤矿11采区第2中部车场联络巷围岩主要为侏罗系弱胶结型泥岩,施工时采用U型钢棚支护。由于泥岩胶结能力较差,巷道发生变形失稳;近年来,虽经多次返修,巷道变形难题仍未得到有效控制。采用全断面组合锚注加固技术,对巷道进行了新一轮扩修,并对巷道使用期间的围岩变形进行监测,结果表明:巷道变形得到了有效控制。此项技术在该软岩巷道修复中的成功应用,为煤矿弱胶结型或极弱胶结型软岩巷道失稳治理提供了经验,具有一定的推广应用价值。

袁店二井106采区断层破碎区巷道锚注支护技术研究

针对断层破碎区巷道围岩存在大变形以及难支护的问题,以袁店二井106采区北翼回风暗斜井为例,通过FLAC3D数值模拟软件对不同支护方案下的巷道支护效果进行分析,提出断层破碎区巷道围岩稳定性控制技术。结果表明:采用超前注浆加全断面锚注联合支护技术有效地解决了断层破碎区巷道的围岩稳定性控制问题,维持了巷道的长期稳定,取得了良好的经济效益,为相似地质条件巷道的支护设计提供了实践参考。

富水软岩大断面交岔点巷道失稳控制实践

为了实现富水软岩大断面交岔点巷道的稳定控制,分析了榆树井煤矿富水软岩大断面交岔点巷道掘进失稳的形成及原因,制定了更为经济有效的支护结构和合理的支护参数,采用了关键部位补强支护+全断面锚注+U29型钢支架拱部、肩部使用固棚锚索支护+底板砌筑钢筋混凝土反底拱等复合型全封闭支护手段实现巷道稳定。实践结果表明:此类复合型支护手段可以有效控制富水软岩大断面交岔点巷道的稳定,通过观测,巷道在修复45 d以后已经呈现稳定趋势,巷道收敛变形速率为0.012 mm/d。

大断面软岩巷道底鼓控制技术研究

某矿51采区运输下山掘进过程中受软弱易风化泥岩影响,由于底板未采取控底措施,底鼓量90 d后达900 mm,亟需对其展开控底技术研究。针对实际工况从巷道围岩性质、原岩应力、地质构造和支护形式四个方面对底鼓的影响作了分析。数值模拟结果表明:底板治理不仅能进一步缩小塑性区发育范围,还能有效促使残余变形能在支护承载结构周围及深部围岩中较为均匀分布,有利于支护承载结构的稳定。提出了采用全断面锚注和混凝土反拱联合支护方法控制软岩巷道底板变形破坏的思路,并提出了支护方案,现场工业性试验结果表明:巷道支护效果良好,巷道围岩变形得到有效控制。

高应力软岩斜巷底鼓机理及全断面注浆技术

为了控制巷道围岩稳定性,提出巷道全断面注浆锚固技术。通过理论研究、数值模拟与工程实践,分析巷道底鼓破坏机理并确定最佳支护方案。研究表明:高应力软岩倾斜巷道底鼓是由于帮部岩层滑移后释放内部弹性势能,造成巷道底板岩层弹、塑性势能大量积聚,采用拱形巷道断面及全断面注浆方式,有效控制了巷道底鼓的持续增长,巷道顶板及两帮围岩大变形也得以全面控制,保证了巷道围岩的稳定性。

深部巷道底臌控制研究与锚注支护实践

为研究深部巷道底臌控制问题,以某矿-1 000 m岩巷为背景,运用岩土数值模拟软件FLAC3D,研究了不同支护方案对深埋巷道底臌的控制效果,通过对比提出了全断面锚注的支护方案,并根据现场实测证明了全断面锚注支护可以有效的解决深部巷道底臌问题。

千米埋深巷道围岩控制技术的数值模拟

华丰煤矿属于典型的千米深井巷道,采用FLAC3D软件建立了三维数值计算模型,设计了6种典型的巷道支护方案,结合巷道围岩破坏特征分析了千米埋深巷道围岩支护方案及支护参数,结果显示全断面锚注支护具有全断面支护、变形小等优点,是一种非常合理的支护方案。