浅埋极软地层超大直径盾构隧道施工期上浮控制措施及实测数据分析

管片上浮控制是极软地层超大直径盾构隧道施工控制的关键难题。为了研究极软地层超大直径盾构隧道施工期管片上浮特征及其影响因素,本文依托珠海隧道工程,制定4种抗浮措施,比较分析了不同措施的抗浮效果,优选了抗浮措施。本文基于实测数据,研究管片上浮过程变化特征,揭示了施工期管片上浮变化规律;利用散点图进一步分析了管片错台量、掘进总推力、隧道埋深等因素与管片上浮量的相关性。

珠海隧道超大直径盾构浅埋极软地层施工关键技术

浅埋极软地层超大直径盾构施工存在冒顶漏浆、管片上浮、管片渗漏水、盾构姿态控制困难等重难点问题。依托珠海隧道工程,针对盾构始发一侧隧道埋深浅、周边地层极为软弱的特点,制定并采取了地层预加固处理、盾构机针对性设计、同步双液注浆系统改造及注浆方法优化、改进管片防水体系等系统性措施,浅埋极软地层重难点问题得到有效控制。单一的地层预加固措施对浅埋段管片上浮控制效果有限;厚浆与双液浆组合使用的分区注浆方法可实现缩短顶部浆液初凝时间和早强效果,有效解决了管片上浮及渗漏水;控制管片不均匀上浮可以避免管片渗漏水和裂缝漏水问题。

煤矿极软煤层注水防尘技术应用实践研究

以A煤矿为例,介绍一种极软煤层注水防尘技术。通过该技术进行注水防尘时,需要根据煤矿极软煤层特点选择最佳的注水工艺,合理设置注水,并设计最佳的注水参数。通过该注水防尘技术的应用,可大大降低极软煤层空气中的粉尘率,提高降尘效果,有利于构建更加安全的井下作业环境,确认该注水防尘技术的应用价值。

极软岩综放面大型综机设备安装工序改进与实践

小康煤矿是典型的极软岩矿井,W3101综放面切眼支护工艺复杂多样,所用的综机设备吨位重、尺寸大,安装工序复杂。吸取了首面安装过程的经验教训,优化生产组织,对安装工艺和工序进行了10余项技术改进,缩短了安装工期,达到了初采快速顺利的效果,为类似条件下的极软岩综放面大型设备安装提供了宝贵的生产经验。

煤矿极软岩巷道锚杆支护技术分析与应用

针对煤矿井下采用的不同巷道支护形式进行分析,开展煤矿极软岩巷道锚杆支护的相关研究。介绍了巷道支护理论的发展,根据不同巷道支护技术的特点选择合适的技术,并开展极软岩巷道支护研究。研究结果表明,采用的巷道支护技术能够提高巷道支护效果,增强煤矿顶板层的安全性,有利于煤矿的安全生产。

不同高径比下极软岩(泥岩)单轴抗压强度尺寸效应试验研究

以成都东部地区某工程项目勘察岩石试验成果为例,通过对岩石数据统计分析,发现泥岩在不同高径比下岩石单轴抗压强度数据呈现的差异性较大,对于岩石参数取值建议造成了很大影响。为进一步验证和分析尺寸效应对极软岩岩石单轴抗压强度的影响,通过建立对比试验模型、取样试验,分析了不同高径比的极软岩岩石单轴抗压强度差异特征,并对差异较大的原因和影响因素进行了阐述,对于工程勘察中极软岩单轴抗压强度试验的应用有一定借鉴意义。

西一矿1302回风顺槽矿压研究与分析——以埋深250~320m的极软岩层煤巷为例

在极软岩、埋深250~320m区段,检测巷道收敛变形、离层仪观测、锚索压力,研究分析数据,发现采取切圆拱锚网索支护是可行的,为蒙东地区极软岩条件下施工提供了理论实践依据。

复合顶板极软煤层巷道锚杆支护技术研究

复合顶板极软煤层巷道是围岩变形剧烈且顶板易冒落极难维护的巷道。分析该类巷道围岩破坏特点 ,提出运用注浆及锚杆支护控制巷道围岩稳定、加强顶板支护强度、充分利用围岩自身承载能力的支护原理 ,研究了合理的注浆、锚杆支护技术 ,包括高水速凝材料注浆加固两帮、顶板采用树脂全长锚固高强度锚杆和小孔径预应力锚索加强支护及两帮树脂加长锚固锚杆支护 ,并介绍一个工程实例。

极软厚煤层大采高台阶式综采端面煤岩稳定性控制研究

基于对极软突出厚煤层大采高综采工作面端面煤岩稳定性的有效控制,提出了台阶式采煤工艺,采用台阶式割煤方式;用数值模拟分析了台阶式割煤的防片帮机理.现场实测分析了大采高开采工作面在采用台阶式回采工艺条件下端面煤岩的失稳特征.研究表明:台阶式割煤工艺改善了煤壁区域的应力状态,减少了工作面煤壁片帮和端面冒顶的发生不同台阶高度比割煤所引起的围岩破坏程度不同,上下台阶高度比为1∶2时煤壁塑性破坏区最小;极软厚煤层大采高开采煤壁片帮主要以剪切滑移引起的三角斜面片帮为主,超高开采是端面顶板冒落的主因.

极软岩巷道锚注支护技术的研究与应用

极软岩巷道具有持续塑性变形破坏的特征,单一支护方式难以控制。锚注支护是具有锚杆支护与注浆加固作用的一种联合支护方式,可以改变围岩力学参数,提高围岩强度,是一种主动支护方法。根据锚注机理,建立围岩锚注计算的力学模型。依据围岩流变特征,选择耦合的流变模型,以分析锚注支护对具有流变特性持续变形围岩支护的控制作用。经理论分析、计算和工程应用表明,锚注支护对控制极软岩巷道持续变形破坏具有显著的技术、经济效果。

深部高应力极软岩巷道锚注支护技术研究

随着矿山开采的大规模进行和采深的加大,深部高应力极软岩巷道支护问题日益严重。基于深部高应力极软岩巷道国内外支护现状的分析,并针对其破坏特点,提出了以内注浆锚杆为核心的锚注支护体系,来解决深部高应力极软岩巷道支护难题。井下试验表明:锚注支护不仅保持了深部高应力极软岩巷道的稳定,而且提高了施工速度,节约了支护成本,技术经济效益十分显著,具有广阔的推广应用前景。

极软岩隧洞的设计与施工

在岩石饱和抗压强度低于5MPa的岩体中修建长隧洞,如何保证围岩稳定,进行安全施工是最突出的问题。国内外在软岩隧洞施工过程中经常遇到塌方事故发生,造成人员伤亡、设备损失、工期延误,投资增加。在极软岩层中建成的15km长的顶山隧洞,采用了信息化的设计和施工方法,保证了施工安全,工期提前半年,节省了工程建设资金并取得了工程建设质量优良的效果。

高应力极软破碎岩层巷道高强度耦合支护技术研究

从控制围岩集中应力转移和缩小围岩破碎区范围出发,分析了牛马司矿业公司水井头煤矿-300 m东大巷的变形破坏特征,得出该巷道围岩失稳机制,指出原支护方式的主动让压、支护强度低是导致巷道剧烈变形的主要原因。通过现场测试和数值模拟,提出了采用高强度锚杆、强力锚索、注浆加固围岩的高阻让压和高强度支护技术,根据现场监测数据和耦合支护原理,确定了合理的各支护环节的支护时间:U型钢支护在锚杆支护32 h后进行;注浆支护在U型钢支护10 d后进行。

极软岩巷道交岔点钢管混凝土支架结构设计与应用

为解决极软岩巷道交岔点支护问题,结合钢管混凝土支架和极软岩巷道围岩的力学特性,分析了钢管混凝土支架控制极软岩巷道变形的机理。对查干淖尔一号井井底车场中3个极软岩巷道交岔点支护问题采用了工程类比法进行分析,结果认为:若能充分发挥钢管混凝土的结构优势,采用"194 mm×10 mm钢管混凝土支架+钢筋网+400 mm厚混凝土喷层"的支护方案可有效控制3个极软岩巷道交岔点的围岩变形。因此,设计了适用于极软岩巷道交岔点的钢管混凝土支架结构形式:极软岩巷道交叉点钢管混凝土支架,采用由支撑架和"C"形异形支架组成的组合结构。提出了查干淖尔煤矿井底车场3个交岔点的支护方案,并进行现场支护试验。现场支护试验证明:巷道交岔点支护2 a后,收敛量小于100 mm,巷道稳定性良好。

极软煤层巷道钻孔卸压与U型钢协同控制

为解决极软煤层巷道的控制难题,以芦岭煤矿9号煤层(f=0.16~0.53)巷道为研究对象,采用FLAC5.0软件研究了锁腿锚杆与卸压钻孔实施前后U型钢支架的载荷分布规律及巷道变形特征。结果表明:U型钢支架施加锁腿锚杆后支架的稳定性和承载能力得到了明显改善,但巷道变形量并没有大幅度降低,单纯采用锁腿锚杆难以控制巷道的剧烈变形。卸压钻孔可以为围岩的碎胀变形预留一定的释放空间,缓解作用在U型钢支架上的压力,两者协同作用,可以充分发挥各自的优点,有效改善U型钢支架的支护效果。现场实践表明,实施钻孔卸压和锁腿锚杆后巷道回采期间的平均底鼓速度由2.0 mm/d减小至0.98 mm/d,两帮平均变形速度由2.64 mm/d减小到1.86mm/d,能够有效维护极软煤层巷道围岩的稳定。

大倾角极软厚煤巷围岩破坏机理与支护参数优化

以杜家村煤矿1201南运输巷为研究对象,结合FLAC3D数值分析方法与非对称性耦合支护理论,分析了1201南运输巷的围岩破坏机理并提出大倾角极软厚煤层的支护优化方案.研究结果表明,大倾角极软厚煤层巷道围岩破坏主要是由顶板上部岩层剪切与张拉作用所致;优选了支护方案,有效抑制了巷道底板的底臌、两帮的移近及其塑性区的发展.现场应用表明,顶板锚索支护范围内,锚杆（索）非对称性耦合支护的围岩整体性较好,巷道围岩在支护20~30 d后,变形趋于稳定.

极软岩破坏巷道修复技术与监测分析

针对淮南新集三矿极软岩破坏巷道具体条件 ,在分析巷道破坏原因和锚注加固机理的基础上 ,提出了破坏巷道的锚注加固修复方案 ,并进行了锚注参数设计和新型锚注加固注浆材料的研究。工程应用实践和围岩变形监测表明 ,采用的锚注加固修复技术可行 ,修复效果明显 ,取得了显著技术经济效益 ,为类似条件巷道的修复、设计与施工提供了有益的借鉴 ,值得进一步推广应用。

极软岩巷道底臌锚注支护控制技术

针对极软岩巷道围岩变形破坏和严重底臌问题,现场通过对巷道围岩进行地应力量测、物理力学性质分析测试、矿物成分分析和节理裂隙调查确定了软岩类型。并针对现场围岩的具体情况,设计了有效的控制极软岩巷道底臌的锚注支护方案,通过使用岩石破裂过程分析(RFPA)系统对支护方案进行了数值模拟,进而确定一次锚网喷支护、二次锚注支护方案能够有效地加固巷道的两帮、顶板以及底角,并抑制底臌的发生,进而提高围岩本身的承载能力,达到治理围岩的目的。通过工程实践证明,此种支护方案是有效并且可行的。

极软突出厚煤层大采高综采片帮冒顶防治技术

为了解决梁北煤矿在极软突出厚煤层条件下首次采用5.0 m大采高综采一次采全高工艺,实施过程中出现大面积煤壁片帮和端面冒顶的技术难题,采用台阶式采煤等常规防治技术,并针对不同煤层厚度与顶底板条件注马丽散加固材料、自然留底煤及提架控顶等防治技术措施,工作面收尾时采用台阶法刷扩控顶收作技术,保证了工作面的安全高效回采和顺利收作回撤。

郭二庄矿极软煤层中空注浆锚索联合支护技术

针对郭二庄矿极软煤层巷道难以支护的问题,基于该巷道变形破坏主要特点,对巷道支护结构和支护参数进行了优化,提出了锚梁网加中空注浆锚索联合支护方案和中空注浆锚索施工新工艺,并在七采区运输下山进行了支护试验,试验结果表明:采用新型中空注浆锚索能够有效地提高煤体强度和自承作用,巷道顶底板收敛速度由3.7 mm/d降至3.0 mm/d,两帮收敛速度由17.8mm/d降至6.4 mm/d,而且巷道稳定期限长,支护成本大幅降低,实际应用取得了良好的效果。