围岩加强支护留窄煤柱护巷的可行性研究

为了减少煤矿井下资源浪费现象的发生,研究了留设不同宽度保护煤柱时,围岩塑性区及垂直应力在施工“支护-卸压-砌墙”协同控制技术前后的数值模拟对比分析。数值模拟结果表明:未采取围岩加强支护措施时,随着停采线与回风大巷之间距离的减小,煤柱垂直应力峰值呈先增大后减小的趋势,且回风大巷围岩破坏变形严重;施工“支护-卸压-砌墙”协同控制技术后,随着保护煤柱的回采,煤柱与回风大巷围岩的塑性形变区域面积占比都显著减小,且回风大巷的垂直应力峰值平均减小了25.32%,应力集中系数平均减小了27.03%;在保证煤柱及大巷围岩稳定的前提下,可适当的缩减保护煤柱的宽度,以减少煤炭资源的浪费,并可为煤矿带来较大的经济效益。

深部高水平应力巷道倾斜锚杆破断机制及加强支护时机

针对深部高水平应力下巷道倾斜锚杆承受弯曲、拉伸为主的复合荷载作用,易发生破断失效导致巷道局部失稳问题,以山东能源集团孙村煤矿2424工作面下平巷为工程背景,调研得到了倾斜锚杆破断特征,推导了内力与内力矩分布、破断危险断面位置及相当应力表达式,建立了以危险断面最大相当应力为指标的破断力学判据,揭示了不同锚固参数与侧压系数对最大相当应力的影响规律,即最大相当应力随侧压系数、锚固长度和预紧扭矩增大而增大,而随锚杆安装角度增大呈现先减小后增大再减小的趋势。在此基础上,利用FLAC软件内置Fish语言实现了对锚杆危险断面最大相当应力的表征,定义了以危险断面最大相当应力与许用应力比值表示的危险系数K,并以此为指标提出了加强支护时机确定方法,获得了不同加强支护时机下围岩变形破坏规律。随着加强支护时的危险系数K增大,锚杆危险断面最大相当应力、围岩整体变形量与集中应力先减小后增大,危险系数K较小时,浅部围岩弹性能积聚较大,自承载能力发挥不足;危险系数K过大时,围岩变形量大、破坏严重,整体稳定性差。确定了2424工作面下平巷合理加强支护时机为危险系数K取0.8,现场加强支护实践表明,在危险系数为0.8(超前工作面60 m)时进行加强支护,锚杆破断率减小了87.9%,围岩变形得到有效控制,稳定性明显提高。

锚索棚式加强支护方法及在特殊条件下的应用

通过对特殊条件下巷道常用加强支护方法优缺点分析,吸收优点,改进缺点,提出适应特殊条件巷道加强支护新方法,即锚索棚式加强支护方法。通过建立力学模型和结构分析,论证了其机理的正确性,并经实践应用,证实了其适应性和有益效果。不仅解决了实际问题,其构建的微观狭义棚式小结构、宏观广义棚式大结构力学模型,提出的斜拉锚索观点,倡导的主动被动支护合二为一以及传统索梁支护和棚式支护融为一体的理念,对特殊条件下巷道支护的理论和实践有一定价值和借鉴意义。

登茂通矿沿空留巷加强支护技术研究

在进行高水材料充填沿空留巷时,沿空巷道在复杂的应力状态下,仍可能产生较大的变形,这对沿空留巷十分不利,因此需要采取合适的方式对沿空巷道进行加强支护。本文以登茂通矿沿空留巷具体情况为例,分析了沿空留巷加强支护的方式,主要包括充填区域上方顶板维护、留巷段加强支护和充填体加强支护,可以为高水材料沿空留巷提供一定的技术指导。

注浆微型桩加强支护在不良地质条件下深基坑的应用

绵阳市新型显示产业园区项目10#楼深基坑最大开挖深度为11.49m,支护面积12582m2,原设计为土钉墙+预应力锚索支护体系,放坡系数为1:0.2。在北侧局部区域基坑开挖、支护施工过程中,出现裂缝、位移、沉降现象。针对10#深基坑支护特点及地质情况,采用增设两排注浆微型钢管桩作为辅助加强体,对原设计复合支护方式进行优化。实践表明,在不良地质条件下深基坑支护,通过注浆微型桩加固处理,有效地解决了深基坑开挖时出现的裂缝、位移等问题,确保了施工安全,具备较大的推广应用价值。

工作面泵送支柱加强支护技术应用研究

小煤柱或无煤柱开采时,巷道加强支护难度大、变形严重,需频繁维修,影响煤矿高效安全开采。泵送支柱支护方式工艺简单、劳动强度低、支护强度大、残余强度高,可为护巷煤柱提供侧向压力,与护巷煤柱形成支护体系,提升支护效果。以枣泉煤矿130203工作面回风巷为例,针对采用“一梁四柱”时工作面回采期间来压强度大、影响范围广、巷道变形严重等问题,提出采用泵送支柱作为加强支护措施。现场实测采取加强支护措施的25 m范围内,巷道顶底板和两帮平均位移量分别减少74.8%、52.4%;巷道高度基本保持在2.2 m以上;加强支护措施后方巷道变形也得以有效控制。

锚杆支护巷道巷旁锚索加强支护沿空留巷围岩控制机理研究及应用

沿空留巷技术在薄、中厚煤层中应用较多,但在3m以上较大采高工作面中应用极少,究其主要原因是已往建立的沿空留巷力学模型欠妥、巷内与巷旁支护方式不合理。从如何提高岩层的自我承载能力入手,提出了一种主动的巷旁加强支护方式——巷旁采用锚索加强支护,巷内采用锚杆支护。建立了考虑巷帮煤体承载作用和巷旁锚索加强作用的沿空留巷力学模型,并分析了巷内锚杆支护和巷旁锚索加强支护的作用机理。利用理论分析所得结论,对淮北朱庄矿3625较大采高工作面风巷进行巷旁支护设计及工程实践。研究成果为较大采高工作面沿空留巷技术提供了理论依据和借鉴经验。

沿空留巷巷旁锚索加强支护与参数优化

在分析目前沿空留巷技术存在问题的基础上 ,从提高巷道围岩自我承载能力入手 ,提出了巷内采用锚杆支护、巷旁采用锚索加强支护技术。该技术在朱庄矿进行了工程实践 ,巷道围岩位移显著减小 ,由此说明巷内锚杆参数优化后 ,能够改善围岩的应力状态 。

深井矿山有岩爆倾向的巷道加强支护研究

由于高应力、高温度等复杂的地质条件作用,深部开采诱发了各种地质灾害,尤其是岩爆产生的破坏影响尤为严重,不但给矿山生产造成了严重威胁,而且严重制约着矿山的生产能力及采矿成本。基于国内外发生岩爆矿山的地质及开采概况,对岩爆发生的主要影响因素进行了分析与探讨,并对有岩爆倾向性的井下巷道等工程提出了针对性的加强支护方案,为后续井下巷道的支护方式提供借鉴。

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。

架棚支护巷道的卸压支护及锚、带加强支护实践

介绍了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,减轻棚子的压力,有效地控制棚子变形,满足支护要求的施工实践。

沿空留巷联合加强支护技术在综采工作面的应用

发耳煤矿结合自身实际,在30706工作面首次采用了沿空留巷联合加强支护技术,利用加厚留巷墙体加设钢筋梯及支护锚杆、留巷巷道回采帮加设钢筋梯、单体液压支柱加强支护等一系列举措,有效解决了存在问题,保障了煤矿安全生产。

深部大倾角煤巷帮部加强支护技术的实践

分析了深部大倾角煤巷帮部破坏的原因。张双楼煤矿采用高强的Q500螺纹钢锚杆、帮锚索、高规格的金属网和钢筋梯形梁等帮部加强支护技术,有效地控制了巷道变形。

安徽和睦山铁矿-300 m水平运输巷道锚索加强支护技术

安徽和睦山铁矿-300 m水平运输大巷围岩破碎,裂隙发育,现有的支护技术无法有效控制运输巷道围岩变形。该矿-300 m水平运输巷道在原锚网喷支护的前提下,采用收敛控制法,根据现场施工经验,设计采用了预应力锚索加强支护方案。结合自然平衡拱原理,通过理论计算确定了合理的预应力锚索支护参数。实践表明:采用预应力锚索进行加强支护可以有效控制围岩变形,为类似条件下巷道支护设计提供参考。

管棚型钢法加强支护锁口在提前进洞施工中的应用

对于较陡的覆盖层洞脸边坡,常规施工方案为剥离覆盖层和岩石强风化层并进行边坡支护,根据岩体和坡度情况进行表层或深层支护。采用管棚型钢强支护提前进洞,可将高边坡降级为普通边坡施工,从而减少了边坡开挖及支护的工程量,减少了对边坡稳定的扰动,能够快速到达洞内施工工作面,达到安全、经济的目的。

综采工作面沿空巷道不同加强支护方式应用效果分析

综采工作面受沿空巷道压力大、底臌及两帮变形严重的影响和制约,常常需要人工进行卧底、撕帮等作业,无法满足快速推进的需要。本文通过对综采工作面沿空巷道采取不同加强支护方式控制巷道变形效果进行综合分析,总结出最优化加强支护方案,以期为相似条件下的综采工作面安全高效回采提供可靠依据。

桃园煤矿深部巷道二次加强支护技术

为了控制深部巷道围岩剧烈变形,分析了桃园煤矿深部矿井巷道支护状况,结合该矿深部巷道第1次支护实际情况,提出巷道二次加强支护设计参数;通过现场监测证明巷道支护状况好转,极大地提高了支护结构的承载能力,从而提高了巷道支护结构的稳定性。

深井巷道加强支护合理时段的分析及应用

通过分析围岩表面变形随时间的变化规律及围岩变形稳定性条件,得出了深井巷道应进行加强支护的地段及合理时段确定的一般方法。新集三矿-550m水平运输巷施工中,应用这一方法,取得了较好的效果。

锚索托梁加强支护的应用及技术关键

介绍锚索托梁加强支护构件的组成和性能,以及锚索托梁加强支护在工字钢棚支护的大跨度和交叉点、沿空留巷的应用,并对使用过程中的技术关键进行分析。

跨石门开采巷内加强支护技术研究

为解决工作面跨石门回采过程中出现的石门巷道变形量大、破坏严重的问题,采用理论分析方法对综采工作面跨石门开采时的顶板临界安全岩柱厚度和加强支护距离进行研究,结果表明:跨采期间,工作面和石门巷道之间的垂直距离越小,石门巷道的稳定性越差,反之,稳定性越好,特定的地质和采动条件下,工作面和石门之间存在临界安全岩柱厚度,可作为石门巷道加强支护和一般支护的分界线;巷内支护的临界安全岩柱厚度主要由工作面底板破坏深度、承载层厚度和巷道顶板破坏高度3个部分组成;采用岩体极限平衡理论、温克尔弹性地基梁理论和平衡拱理论,分别推导得出了工作面底板破坏深度、承载层厚度和巷道顶板破坏高度的计算公式,基于得到的临界安全岩柱厚度,可确定石门巷道内加强支护段的范围。以湾田煤矿11002回采工作面跨1490运输石门开采为例进行了工程应用。计算得出11002工作面底板破坏深度、承载层厚度和1490运输石门巷道顶板破坏高度分别为2.9、3.4、0.7 m,考虑一定的安全系数,最终取顶板临界安全岩柱厚度为10.5 m,需要加强支护的石门巷道距离为29 m,包括14 m的充填支护段和15 m的抬棚支护段。工程实践表明,跨采期间对运输石门采用充填支护和抬棚支护结合的加强支护方式既能保证巷道稳定,又能提高采出率,产生了可观的经济效益。