斜拉锚索支护技术在沿空掘进巷道中的应用

随着陈四楼矿开采产能的逐年加大,采掘接替日趋紧张,需要提前沿空掘巷,形成回采系统。沿空掘进的巷道既受采空区压力又会受到回采工作面动压的影响,巷道的稳定较为困难,尤其是靠近采空区一侧煤柱变形非常严重。针对这一问题,提出了斜拉锚索支护技术,即在轨道巷煤柱侧巷帮内向顶板安装40°仰角、长6.5 m锚索,向底板安装30°俯角、长3.0 m锚索,采用该方案后轨道巷支护效果良好,实现了安全回采。

斜拉锚索在留小煤柱沿空掘巷中的应用

通过分析目前普遍使用的留小煤柱掘巷的支护现状,针对留小煤柱掘进巷道两帮(尤其是小煤柱侧巷帮)变形、顶板下沉和底鼓较严重的现象,提出了采用斜拉锚索的解决方法。通过实践,证明斜拉锚索的采用,能提高顶板的支护强度,能有效减少对小煤柱的压力,较好地解决了留小煤柱沿空掘进的巷道变形问题。

斜拉型拆卸回收锚索在洛阳地铁工程中的应用

洛阳市城市轨道交通1号线工程牡丹广场站位于西苑路牡丹广场内,是地铁1和3号线的平行换乘站,周边环境复杂。综合分析各类型可回收锚索的工艺,对20个出入口部位采用斜拉型拆卸回收锚索工艺技术,顺利实施并取得了较好的回收率。

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。

深部大断面厚顶煤巷道围岩稳定原理及控制

针对深部高地应力、大断面、厚顶煤巷道围岩控制难题,采用理论分析、数值计算等方法研究了其变形破坏机制及其控制技术。研究结果表明,深部大断面厚顶煤巷道顶煤塑性区呈"拱形"或上宽下窄的"倒梯形"形态,直接顶塑性区则呈"矩形"形态,且存在肩角稳定区域。提出了"倒梯形"塑性区形成的层理面剪切破坏作用机制:在深部高应力(尤其是高水平应力)以及顶煤较大下沉产生的附加水平应力作用下,顶煤和直接顶之间的层理面发生剪切破坏,并引起其附近煤体破坏,促进了顶煤"倒梯形"塑性区的形成。基于此,提出了高强高预紧力锚杆和斜拉锚索梁联合支护围岩控制技术,认为斜拉锚索可锚固在肩角稳定区域,并起到限制顶煤与直接顶岩层之间层理面的剪切变形、阻止顶煤塑性区由"拱形"向"倒梯形"发展的作用。研究成果成功应用于工程实践。

松软厚煤层动压巷道留顶煤掘进支护技术

针对松软厚煤层留顶煤动压巷道的地质特点,以阳泉二景矿15202回风巷为例,在原掘进施工分析和支护效果评价的基础上,对施工工艺、支护参数选取原则和围岩控制方法进行研究。通过井下地质力学测试和工艺优化,采用斜拉锚索超前支护和管缝锚杆托顶作用,提出松软厚煤层留顶煤掘进支护综合技术。井下实测结果表明,斜拉锚索超前支护和管缝锚杆托顶作用有利于松软厚煤层顶煤的留设;高预应力全锚索顶帮协同支护技术能够解决松软厚煤层动压巷道的支护难题,保证巷道安全,为后期综放回采提供便利。

原位留巷协同控制技术及底鼓治理研究

以山西左则沟煤矿超高水材料巷旁充填留巷为背景,结合原位留巷的巷道围岩运移特征,提出了'斜拉锚索-U钢-充填体'协同控制技术,斜拉锚索悬吊深部岩层、U钢切顶、留巷充填体隔绝采空区,三者共同保持留巷稳定。现场应用初期的矿压观测表明,留巷呈现明显的滞后变形特征,且顶板稳定,巷道变形以底鼓为主,是留巷围岩控制的重点。结合观测结果分析了原因,并对支护方案进行了优化,通过采取密集支柱切顶、架前支护、补打底锚杆等措施,巷道变形明显减少,不需返修或只需简单卧底即可满足二次回采的要求。

断层附近巷道控制机理与支护技术

以鹤壁某矿2608工作面轨道巷为研究对象,采用FLAC3D计算了近断层巷道围岩变形分布规律。阐述了斜拉锚索梁结构的特点与控制的优越性,并应用于工程实践。为类似条件下的巷道支护提供借鉴。

地锚系统在钻孔灌注桩轴向大吨位静载试验中的应用

针对在钻孔灌注桩轴向大吨位静载试验中常用的堆载法和锚桩法分别存在堆载安全风险大和锚桩施工难度大的弊端、自平衡法的转换计算可能会产生误差等问题,采用斜拉锚索作为反力装置的地锚系统,并在冠梁与圈梁之间通过对拉螺杆加以固定,实现在有限吹填区域内采用小型反力装置进行大吨位静载试验,为钻孔灌注桩桩长设计提供极限承载力数据支撑。

四台矿掘进巷道压力区段特殊支护技术实践

在煤矿井下巷道掘进的过程中,往往由于地质条件、留设小煤柱、过上覆采空区煤柱、采掘交锋等影响出现巷道压力集中区段,造成巷道不同程度的压力显现。为确保巷道支护质量及安全生产,保证巷道的服务年限,为工作面回采创造有利条件,对四台矿14~#层402辅盘区5213巷和307盘区5723巷掘进期间巷道压力区段特殊支护技术进行研究,首次使用顶板分段支护技术及斜拉锚索锁具,有效地治理了巷道顶板裂隙、炸帮严重的现象,巷道压力显现得到了有效控制,为今后掘进巷道压力区段特殊支护工作提供了很好的参考依据。

高应力松软底板巷道底鼓机理及锚+桩控制研究

软岩底板巷道常表现出底鼓变形破坏,尤其是受采动和构造应力影响时底鼓尤为严重。以双柳矿3313抽采巷道为工程背景,采用解析分析、数值模拟的方法对巷道底鼓机理及稳定控制对策进行了研究。分析表明:构造应力使巷道围岩的水平应力增大2.1倍,采动影响使巷道围岩垂直应力增大2.1~3.5倍,由此导致巷道底鼓滑移破坏力增大2.45~2.91倍。提出通过增打两帮斜拉锚索以降低帮部垂直应力、增加底部钢板桩以降低底板水平应力的底鼓控制优化方案,研究表明:增加巷帮斜拉锚索可使两帮垂直应力降低15.1%,增加底部钢板桩使底板水平应力降低18.3%。采用优化的支护方案后,巷道稳定性的改善效果明显,巷道两帮收敛量减少73.6%,巷道底鼓量减少73.1%,塑性破坏区减少61.5%,实现了巷道整体稳定。优化的支护方案在双柳矿新掘抽采巷的应用取得了良好的效果,从而为高应力区松软底板巷道支护提供了借鉴。