新疆中生代复合型软岩大变形控制技术及其应用

针对新疆沙吉海矿区中生代复合型软岩产生的顶板离层冒落、侧墙鼓出、底板鼓起等非线性大变形破坏现象,综合应用现场工程地质调查、理论分析、数值计算、物化分析、软岩水理作用测试、现场测试等手段和方法,深入分析本区中生代复合型软岩巷道围岩的分子膨胀+岩体结构面错动+开挖扰动的复合破坏机制,提出以恒阻大变形锚网索耦合支护为核心的主动支护技术体系。通过恒阻装置充分释放围岩膨胀能和塑性能,减小支护荷载及高应力集中,同时借助高阻性能抑制过大有害变形,合理控制围岩塑性圈;然后通过锚网索二次耦合支护消除围岩塑性大变形、层间软弱结构面的错动引起的围岩–支护之间的变形不协调,并采用注浆锚管控制底鼓大变形,最终形成围岩–支护结构协同承载体系。基于非线性大变形力学设计方法及数值分析,进行施工过程设计及参数设计。工程实践表明,该技术得到成功应用,保证了巷道的稳定。

麻家梁煤矿复合型软岩巷道支护技术研究及应用

复合型软岩巷道在施工过程中难以支护,巷道经常出现顶板下沉脱落、两帮收缩、底板鼓起等变形破坏现象,变形破坏严重时,巷道甚至无法使用,严重影响安全生产。文章基于麻家梁矿中央水仓施工过程中揭露出来的泥岩、碳质泥岩呈现大变形、难支护的特点,通过对麻家梁矿中央水仓巷道破坏机理的研究,提出了先采用常规锚网索喷支护,然后增加钢筋混凝土浇筑,同时对巷道底板采用钢筋混凝土铺底的联合支护技术。现场实践表明,该支护方案满足软岩巷道对支护刚度和强度的要求。

高应力复合型软岩巷道支护技术研究

以某矿井底车场巷道为例 ,通过对围岩物化分析、力学参数、地应力测试 ,现场工程地质调查及巷道破坏特征分析 ,针对该矿软岩巷道围岩变形量大和流变变形显著这两个特点 ,提出了一次支护采用强力锚喷网、二次支护采用锚注支护是适合该矿岩体特点的合理支护形式 ,并在该矿西大巷延拓及井底车场巷道、硐室修复中成功应用 ,取得了良好的技术经济效果。

松散膨胀复合型软岩巷道的管棚超前支护技术研究

沙吉海煤矿轨道石门围岩松散、膨胀,在掘进过程中频繁发生片帮、漏顶的现象,为解决顶板支护难的问题,通过现场工场地质调查,应用软岩工程力学理论具体分析了其破坏机理并有针对性地提出了管棚超前支护+锚网索耦合支护对策。在分析超前管棚的支护作用机理的基础上,借助FLAC3D对轨道石门进行了管棚超前支护的数值模拟研究。结果表明,恒阻大变形锚杆(索)起到了转移围岩的高应力、释放一定变形能的作用。而超前管棚在巷道开挖前就已对松散顶板实行了预加固,增强了围岩的整体性、稳定性,同时也消除了片帮、漏顶现象的发生。最后进行了管棚超前支护+锚网索耦合支护与施工工艺设计,并成功应用于现场。

深埋HJ复合型软岩硐室导硐法让压效果研究

通过采用FLAC3D有限差分软件并结合现场实测的方法,对深埋高应力(H)、节理化(J)复合型软岩硐室导硐法施工与支护技术进行了动态模拟与对比研究。工程实践证明,在深埋HJ复合型软岩地质条件下,采用导硐法施工能使围岩中的高应力得到释放,使扩刷后的围岩充分发挥自承能力。本研究为煤矿深部开采过程中类似工程地质条件的硐室施工及支护参数确定提供了可靠依据。

复合型软岩巷道支护方案分析

为解决复合型软岩巷道支护问题,提出在喷网支护的基础上增设U型钢可压缩性金属支架和高强度混凝土基础墩的支护方案。利用FLAC,重点分析混凝土基础墩、混凝土喷层厚度、可压缩性刚性支架间距对红庆梁矿主斜井巷道围岩和支护结构变形和力学特性的影响。研究表明:(1)混凝土基础墩的设置使围岩和支护结构应力分布更加均匀,消减了应力集中现象,提高了围岩稳定性和支护强度;(2)支护与围岩关系确定的情况下钢支架间距对巷道围岩变形、支护结构的变形和内力影响大于混凝土喷层厚度。上述研究成果为复合型软岩巷道支护方案设计与施工提供了理论依据,具有重要的工程意义。

古山立井复合型软岩支护对策研究

古山立井西二采区运输石门施工中遇到了复杂的软岩问题 ,工程受阻。通过分析 ,找出了软岩巷道难支护的本质原因 ,即具有复杂的变形力学机制。施工中采取合理的支护对策对其进行转化 ,取得了良好的支护效果 ,并实现了一次成巷。

网壳锚喷支护在复合型软岩巷道中的应用

通过对古汉山矿西大巷复合型软岩成分的分析,针对复合型软岩强膨胀、强流变性的特点,提出采用“网壳锚喷”的支护形式,介绍了该支护形式的结构特征和施工工艺,取得了有效控制软岩巷道围岩持续变形的良好效果。

复合型软岩非均匀管式高压注浆加固和预置锚索支护技术

介绍了恒源公司矿井二水平下部车场等复合型软岩强烈变形特点,在常规支护难以确保围岩安全的情况下,采取了非均匀管式高压注浆加固和预置锚索支护技术。阐述了此项技术的基本原理、设计参数、施工工艺、技术要求和支护效果。

高应力节理化复合型软岩硐室锚索支护实践

古汉山矿原设计为一次支护锚网喷 ,二次支护钢筋混凝土碹 ,用该方法支护大型高应力节理化复合型软岩硐室 ,巷道变形破坏严重 ,基建成本高。依据高应力节理化复合型软岩巷道围岩的力学特性及其支护原理 ,将原设计的二次支护改为“预应力锚索 +网 +喷混凝土” ,实践证明具有较好的效果和推广应用价值。

复合型软岩中大断面硐室联合支护技术应用

平煤六矿是一个年产350万t的大型现代化矿井,共分四个采区,各采区均有两条运输上（下）山及相应的皮带硐室和绞车硐室,属于永久硐室。各硐室均采用传统的锚喷支护,在使用过程中，由于矿压的变化，导致硐室变形严重，降低了服务时间，影响正常运输，制约和威胁着矿井的安全生产。为解决这一问题，我们对2006年2月开工的三水平暗轨绞车房做了支护上的改进和加强，经过论证和分析，结合以往各硐室的施工经验，试验采用锚网喷-梯形梁-锚索-砂浆锚索联合协调支护技术，绞车房硐室变形和破坏得到了控制。

复合型软岩巷道支护技术研究

软岩巷道围岩控制是巷道支护难题之一。论文依据具体的工程实例,分析认为巷道变形严重的原因是深部高应力和围岩具有膨胀性,揭示了原支护存在的问题,提出了"锚网喷+钢筋混凝土浇筑+钢筋混凝土铺底"的联合支护技术。实验结果表明,该技术取得了良好的治理效果,巷道围岩变形量明显降低,保证了巷道的正常运行。

复合型软岩巷道支护技术在大同矿区的应用

以大同煤矿集团某矿二水平井底车场巷道为例,通过对围岩物化分析、力学参数、地应力测试,现场工程地质调查及巷道破坏特征分析,针对该矿软岩巷道围岩变形量大和流变变形显著这两个特点,提出了一次支护采用强力锚网喷、二次支护采用锚注支护是适合该矿岩体特点的合理支护形式,并在该矿西大巷延拓及井底车场巷道、硐室修复中成功应用。

上海庙矿区复合型软岩准备巷道支护方式优化技术研究

针对上海庙矿区富水、弱胶结、膨胀性复合型软岩条件下准备巷道支护成本高、施工速度慢、效率低等问题,进行了支护方式优化技术研究。将支护方式由锚网喷+钢筋混凝土砌碹支护方式优化为全断面双层锚网喷支护方式,并通过对锚网喷支护参数的调整、施工工艺的优化达到控制围岩变形的目的。通过对优化后的巷道进行跟踪收敛变形观测,结果表明全断面双层锚网喷支护方式同样能够控制围岩变形,且该支护方式施工工艺简单,不但能够达到节支降耗的目的,而且大大提高了施工效率,在上海庙矿区具有很好的推广应用价值。通过对比发现,支护方式优化后准备巷道成巷进尺由30m/月提高到60m/月,掘进效率提高一倍,与原支护方式相比,每米巷道节省材料费用2053元,延米人工费用节省5337元。

复合型软岩泵房硐室支护技术研究

岱庄煤矿-580m中央泵房的围岩是高应力-膨胀复合型软岩,压力大,膨胀性强,而且断面非常大,原设计采用砌碹支护,硐室变形严重,维护费用高,依据软岩巷道围岩的力学特性和支护机理,设计采用锚网索喷二次耦合支护,并采用全断面一次爆破,分阶段逐步刷大的联合施工法,取得了良好的支护效果。

HJ复合型软岩支护技术在冷泉矿的应用

冷泉矿上仓输送机斜巷围岩属于高应力 (H)、节理化 (J)复合型软岩 ,即HJ复合型软岩 ,在节理、层理的双重控制下 ,围岩以不规则锯齿状掉块方式破坏。经过对软岩支护的研究和 3种支护方案的试验对比 ,得出适合该类软岩的支护方法 ,有效地解决了支护难题 ,经济效益明显。

阳城矿深部复合型软岩大巷破坏机制与支护设计

针对阳城煤矿南翼软岩大巷严重底鼓和断面收缩等非线性流变大变形控制难题,综合采用力学试验、现场测试和理论分析等方法,分析了南翼大巷围岩的地质力学特性和破坏特征;通过建立受二向均布载荷作用下的巷道力学模型,研究揭示了阳城煤矿南翼软岩大巷变形破坏力学机制。结果表明:地应力环境对大巷产生了极为不利的影响;大巷围岩属HJS复合型软岩,节理裂隙发育、松动破坏严重,使得可承载的完整岩层厚度较小是大巷破坏严重的关键因素。基于大巷复杂的破坏机制,提出了以锚注为主体的锚网索喷注联合支护方式,并设计使用了新型的注浆锚索,注浆管+注浆锚索深、浅耦合注浆,取得了良好的现场应用效果,实现了软岩大巷变形的有效控制,为类似巷道工程提供了参考。

高应力-节理化复合软岩巷道地质特征及支护技术

为解决鹤壁矿区深部煤矿开采过程中软岩巷道围岩大变形、难支护的问题,通过工程地质条件调查、室内试验等手段,分析鹤壁矿区软岩巷道的工程地质特点,得到软岩围岩的变形破坏力学机制。结合关键部位耦合支护理论和数值模拟技术,对软岩巷道采用锚网喷和锚索为主的支护方式,并现场监测评估支护效果。研究表明:鹤壁矿区巷道围岩属于高应力-节理化复合型软岩;变形破坏的ⅠABⅡBDⅢD型复合变形力学机制由节理、分子吸水膨胀、胶体膨胀、自重应力以及工程开挖等共同构成;采用的支护方式可使支护体应力分布平均,应力集中区范围和岩体变形均较小;经现场监测表明:在该支护条件下开挖15天后巷道围岩变形趋于稳定,30天后变形速率为0,累计变形量不超过40mm,保证软岩巷道工程的稳定性。

深埋软岩巷道恒阻耦合支护技术研究及应用

本文以石垭口煤矿深埋软岩巷道为工程背景,针对围岩大变形、支护体破坏严重及返修工程量大等难题,以软岩工程力学为理论指导,明确了巷道围岩的HJS复合型软岩类型,分析了HJS复合型软岩稳定性力学转换机制,提出了深埋软岩巷道恒阻大变形耦合控制技术,并开展现场工业性试验。现场监测数据验证了该技术的可行性,可为类似条件下深埋软岩巷道稳定性控制提供借鉴。

软岩隧道（巷道）实用控制技术研究

软岩、极软岩巷道具有高地压、难支护和持续变形破坏工程特征,实践表明,现有支护难以耦合控制.文章通过对软岩工程特征、变形破坏机理分析研究,提出了软岩控制和复合型软岩向单一型转化控制的技术方法和实用支护对策.经工业性试验、应力监测表明,控制了围岩的强烈变形、保证了巷道的稳定,具有显著的技术经济效益.