基于柔性支护原理的单向肋梁在巷道交叉点支护中的应用

分析了单向肋梁的力学特性,介绍了巷道交叉点常见的破坏形式及特点。根据雅店煤矿辅助运输大巷的工程条件,采用单向肋梁柔性支护方式,即锚杆＋钢筋梯子梁＋锚索＋托梁＋金属网＋钢筋混凝土联合支护方式,对辅助运输大巷三号交叉点进行支护,监测结果表明：顶板下沉为围岩的主要变形,最大变形量为22 mm;底板和两帮变形量相当且远小于顶板变形量;支护效果较好,围岩变形得到了有效控制。

深部大断面巷道交叉点围岩稳定性分析及控制技术

针对邢东矿-760 m水平大断面巷道交叉点顶板明显下沉、两帮剧烈收敛、底板强烈鼓起、柱墙岩体破碎松散等巷道变形破坏特征,采用理论分析、数值模拟、工程类比及现场观测等方法,针对性地提出了集多层次交错密集高强度锚杆(索)支护技术、多层混凝土喷层拱支护、壁后注浆加固拱和柱墙浇注混凝土加固于一体的锚喷网注联合支护技术,剖析了深部大断面交叉点具体支护方法的围岩控制机理。研究表明:①当锚杆安装越密集时,压应力叠加所形成承压拱的最小厚度越大,压力拱承载能力越强;②锚杆间距大于700 mm时,喷层结构最大承载力小于0.55 MPa,随着锚杆间距减小至400 mm,喷层承载能力与锚杆间距呈类幂函数增长关系;③喷层结构承载能力与喷层厚度呈类线性关系,即喷层承载能力随喷层厚度增大而线性增大;④数值模拟结果表明围岩塑性破坏深度较大的区域位于顶部两肩窝处,且交叉点大部分塑性区深度小于2.4 m,锚杆长度确定为2.4 m时,能够使得锚杆锚固在岩体的弹性区内。基于以上研究,结合现场地质生产条件确定巷道交叉点围岩支护方案,并进行现场工程应用。工程实践表明,采用锚喷网注联合控制技术后,顶底板、两帮移近量最大分别为166、134 mm,移近速率最大分别为9.8、7.3 mm/d,巷道围岩总体收敛情况较好,有效控制了-760 m水平大断面巷道交叉点围岩变形。

小凌河矿回采巷道交叉点支护技术研究

为了得出小凌河矿回采巷道交叉点处的支护方案,建立了FLAC3D数值模拟模型。针对南票煤电集团小凌河煤矿-580 m南翼溜煤道处于大倾角、受动载影响的地质条件,理论分析了交叉巷道围岩应力与变形特点,通过FLAC3D数值模拟与工程类比确定了联络巷支护方案。分析了巷道交叉点围岩应力分布和位移规律分布,确定了巷道交叉点处的补强支护方案,顶板采用钢筋托梁组合锚杆支护,并进行锚索补强。交叉的两条巷道在保持原有支护参数的基础上通过增加顶板锚索的根数来提高支护强度。结果表明,在顶板采用钢筋托梁组合锚杆支护和锚索补强,可有效控制围岩离层和结构面变形。数值模拟和传统方法相比,针对性强,更快捷方便。

断层影响下深部巷道交叉点围岩破坏特征及支护

为了研究断层对巷道交叉点围岩破坏及位移的影响,根据巷道塑性区半径及周边位移公式得出深部巷道围岩变形破坏的影响因素,如高地应力、围岩强度、断层破碎带等,运用FLAC 3D模拟巷道交叉点周边应力场分布,发现应力场在巷道穿越断层时受到破碎围岩的影响而产生不连续现象,同时断层构造导致围岩破碎,使底板岩层强度变弱,底鼓问题更加突出.设计了4种不同的支护方案,结合巷道塑性区半径对不同长度的锚杆及有无U型棚架的支护效果进行比较分析.研究分析及模拟结果表明:巷道穿越断层时底板变形量大于顶板变形量;锚杆长度大于塑性区半径时锚固效果较好;锚网索喷+36U型棚支护方案能有效改善巷道变形.

巷道交叉点对穿锚索支护技术研究

为了提高巷道交叉点围岩的支护效果,采用理论分析的方法,建立半平面体力学计算模型,分析了法向分布力作用对岩体应力状态的影响和岩体内部三维应力分布状态;采用数值模拟计算的方法,模拟巷道交叉点围岩在预应力作用下的应力状态,揭示预应力锚索与围岩之间相互作用机理。结果表明:预应力锚索支护可改善交叉点围岩应力状态,防止裂隙扩展,提高围岩自身承载能力;通过锚杆支护结合对穿锚索加固的方法,巷道交叉点支护效果良好,保障了矿井安全生产,可为今后类似工程的矿山开采实践提供经验。

深部软岩巷道交叉点耦合注浆加固机理及应用

针对韩咀煤业2煤西翼辅运大巷与新掘巷道交叉点位置巷道围岩破碎、底鼓严重的现象,提出了"深浅孔、高低压"耦合注浆加固方法,阐述了耦合注浆加固机理,改善了传统注浆加固方法,从根本上提高了巷道围岩的整体性,改善围岩受力状态,提高了其承载力。现场实践表明:采用"深浅孔、高低压"耦合注浆加固方法对巷道进行加固,极大的改善了围岩受力状态,有效的控制了巷道变形及底鼓,实现了对巷道的长期稳定控制。

采动影响下大断面巷道交叉点破碎围岩加固技术研究

文中采用钻孔窥视方法,分析王坡矿3208回风巷绕道与集中辅运巷大断面交叉点变形、破坏原因,认为围岩自身强度低、断面大、工作面回采动压影响是导致交叉点产生严重变形、破坏的主要因素。提出了采用高压注浆充填围岩内部裂隙,提高破碎围岩的承载能力,恢复成完整的岩体结构,同时提高锚杆锚索加固时力的传递;进一步采用高强度预应力全长锚固锚索提高浅部围岩应力值和抵抗剪切变形能力,阻止围岩再次破坏,确保加固后巷道围岩稳定。通过3208回风巷大断面交叉点试验表明:采用高压注浆和高强度预应力全长锚固锚索加固能有效控制采动影响下大断面巷道交叉点变形,保证了巷道使用安全。

软岩巷道交叉点支护设计研究

为了解决软岩巷道出现的围岩破碎、两帮变形、顶板冒出和底膨问题,对软岩巷道掘进过程中的应力变化进行了分析,找出软岩巷道交叉点支护变形的原因。在研究锚网支护、U型钢支护、耦合支护和钢管混凝土结构后,提出了以钢管混凝土结构为主体、耦合支护为辅助的综合性支护方案。生产实践证明,这种综合支护方案能够将软岩巷道的变形控制在可控范围内,使巷道具有较高的稳定性,避免支护强度不足产生的安全问题。

万福矿深埋大断面T型交叉点高预应力NPR支护机制及应用

为解决深部大断面软岩巷道交叉点大变形问题,以万福煤矿千米深井巷道交叉点为工程实例,首次在巷道支护中运用微观负泊松比(negative Poisson’s ration,NPR)钢锚索。采用室内试验、理论分析、数值模拟及现场试验相结合的方法,分析了深埋巷道交叉点的围岩变形机制,提出了以微观NPR钢锚索为核心的控制对策。通过室内静力拉伸试验对微观NPR钢锚索的力学特性进行研究,结果表明,微观NPR钢锚索拉伸全过程表现为高恒阻,均匀拉伸,无屈服平台,破断时无明显颈缩现象。通过理论推导,基于T型巷道交叉点围岩最大影响范围,建立微观NPR钢锚索支护T型巷道交叉口最大影响范围计算模型。通过数值模拟,再现T型巷道交叉口的破坏演化过程,分析对比普通支护/微观NPR钢锚索支护效果。现场开展支护应用试验与监测,验证了长短微观NPR钢锚索联合支护对策具有良好的交叉口围岩大变形控制效果,为交叉口围岩安全稳定控制提供了新支护材料和支护手段。

交叉点巷道的稳定性分析与数值模拟研究

以厄立特里亚某金矿为研究对象,应用数值模拟软件,模拟开挖了两种巷道交叉口情况下的巷道稳定性,得到了交叉点巷道围岩的应力、位移分布及变化规律以及塑性区分布特征。模拟结果表明,该矿交叉点巷道处,位移以及应力值较小,能够实现围岩自稳,塑性区破坏深度不大,施工时要注意围岩的塑性区破坏,必要时要对围岩变形进行支护控制,防止巷道出现大变形破坏。

大断面Y型拱形巷道交叉点稳定性数值分析

针对Y型交叉点围岩稳定性控制方面的问题,运用FLAC3D软件,采用S-B建模方法对不同的交叉角度、埋深、围岩强度、侧压系数以及开挖顺序等影响因素进行数值模拟分析。结果表明,与交叉点角度和侧压系数相比,埋深、围岩强度、开挖顺序对Y型交叉点的影响更为显著。且埋深和围岩强度对交叉点稳定性的影响均存在1个拐点,当参数大于拐点时均会产生较大的破坏。而侧压系数对交叉点的影响主要体现在对交叉点塑性区域大小的影响,虽无规律,但是波动范围不大。

大断面巷道交叉点破坏机理分析及支护研究

为了解决马钢集团和睦山铁矿区大断面巷道交叉点支护困难的工程问题,对该矿巷道破坏情况进行了调查和研究。利用电子显微视频仪发现了造成岩石局部局部应力集中及破坏的岩石包体特殊结构,查明了巷道破坏的原因。在此基础上,提出了锚网喷一次支护,锚注与锚索联合二次加强支护的复合支护方案。利用ABAQUS非线性有限元软件模拟分析了锚注联合支护的作用机理,数值计算结果验证了支护方案的合理性。现场施工监测表明,采用联合支护方案后巷道交岔点处围岩变形趋于稳定,两帮累计位移最终为20 mm左右,取得了良好支护效果。

联合支护技术在交叉点巷道维修中的应用

介绍了交叉点巷道在特殊位置维修时 ,采用“喷网架”联合支护 ,通过实践 。

抗冲击巷道液压支架研制与应用

介绍抗冲击巷道液压支架,在煤层巷道高应力区和巷道交叉点的应用,解决了矿震频发区域的巷道支护问题。保证了工作面通风、行人、运输等生产系统的安全运行及人身设备的安全。

巷道交岔点锚梁网喷注支护施工实践

介绍了任楼矿在高地压条件下施工巷道交叉点的经验。

无人驾驶车辆巷道十字交叉点智能决策系统研究

针对地下结构工程巷道交叉点无人驾驶车辆行驶速度和安全性精确决策问题,研究开发了地下结构工程尤其是矿山巷道十字交叉点无人驾驶车辆安全协同决策系统。系统主要分为信息采集、决策控制和智能协同三部分。巷道十字交叉点无人驾驶车辆智能安全辅助系统的设计主要分为:信息采集、信息提取和决策控制与功能执行。基于巷道十字交叉点无人驾驶车辆位置以及速度,分析了巷道十字交叉点无人驾驶车辆移动特征判断模式。巷道十字交叉点智能信号灯可在3种状况间灵活转换,便于人工智能信息提示车辆,有效减少巷道十字交叉点无人驾驶车辆事故,增加路口的通行速度。为地下结构工程巷道交叉点无人驾驶车辆智能决策提供参考。

锚网喷支护在软围岩交岔点巷道的应用

总结了锚网喷支护方式在老鹰山煤矿软围岩交叉点巷道的应用试验情况。对锚网喷支护进行了力学分析、支护参数选择计算,介绍了施工工艺的流程、要求和技术经济效益。该支护方式的应用可以使老鹰山矿的掘进支护方式更合理、可靠、经济。

复杂岩层大断面硐室群围岩破坏机理及控制

针对复杂岩层巷道交叉点高应力集中区四周硐室群开挖围岩稳定性控制和支护技术等难题,通过对现场取样测试硐室群围岩物理力学参数、黏土矿物成分和松动圈大小,分析了赵庄煤矿三盘区带式输送机头硐室群及周边巷道围岩变形破坏特征和机理,表明硐室帮部煤柱和底板围岩是加固支护重点。利用FLAC3D数值模拟软件分析了硐室群开挖对硐室群及周边巷道围岩应力分布和塑性区分布范围的影响。基于理论分析和数值模拟提出了硐室及周边20 m范围内巷道围岩"强柱固底"的加固支护方案。现场工业试验表明,加固支护后,硐室群及周边巷道围岩变形得到了有效控制,围岩内部裂隙基本被浆液填充,60 d内围岩顶底板和两帮最大移近量分别为30 mm和50 mm,达到了理想的加固支护效果。

大断面煤巷硐室群围岩稳定性分析及控制技术

为研究支巷高度与硐室间距对巷硐群围岩稳定性影响机制,以某矿北翼运输大巷硐室群为研究背景,分析了支巷开挖对围岩应力扰动规律,提出主巷、支巷高度一致时加强交叉点顶板支护,高度不一致时加强支巷顶板支护的差异化加固方案,并确定了最小硐室间距为6 m。现场实测表明,在锚网索+喷浆协同支护下,围岩深度超过2 m后基本无裂隙发育,支护效果理想。