深部开采软岩硐室联合加固技术研究

硐室稳定性对地下煤炭资源安全高效开采非常重要。针对深部高应力开采条件软岩硐室的围岩变形与破坏问题,采用理论分析、现场原位实测与效果验证等方法,阐述了硐室联合布置的原则和特点,监测了深部软岩硐室围岩节理裂隙发育情况,分析了深部软岩硐室围岩变形特征,并提出了深部软岩硐室锚注联合加固支护技术,在现场工程实践中,验证了硐室锚注联合加固的效果,进一步起到指导工程实践的作用。

大断面软岩硐室稳定性控制技术

为解决大断面软岩巷道控制难度大的问题,基于弹塑性理论,分析了硐室断面尺寸和支护阻力对大断面软岩硐室围岩变形破坏的影响特征。以新上海一号煤矿主井箕斗装载硐室为工程背景,在岩石抗压强度、围岩松动圈厚度和围岩强度测试的基础上,采用FLAC3D有限差分软件对3种不同支护方式下硐室围岩的变形破坏规律和塑性区发育情况进行模拟计算和分析。结果表明:与传统的锚杆索支护相比,锚索+格栅钢筋混凝土联合支护结构具有更好的整体性能,支护后的硐室围岩塑性区和表面变形明显减小。现场工业性试验表明:中室围岩最大内挤变形量仅为5.5 cm,且支护稳定后,围岩应力较小,硐室围岩稳定性得到充分保证。

深井大断面软岩硐室高强稳定型支护技术研究

根据桃园矿深部开采的地质条件,针对深部大断面软岩硐室,深入开展巷道围岩稳定性研究,掌握深部开采巷道实际的变形破坏特征,分析深井大断面软岩硐室支护破坏原因;然后采用理论分析、数值模拟方法,提出新型高强稳定型支护理论与技术,此技术采用带梁锚索对高强锚网支护体进行结构补偿,以提高支护承载结构结构稳定性,成功应用于桃园煤矿深井大断面硐室支护实践。

高应力软岩硐室加固技术及应用

论文基于深部高应力软岩硐室围岩稳定性的几种影响因素,提出软岩加固理念。通过高预应力高位恒阻让压技术、分步注浆技术在该矿硐室的组合应用,解决软岩硐室加固问题。实测结果表明:硐室围岩两帮、顶板、底板变形量分别减少了82.5%、25%和88.9%。

深部软岩硐室底鼓治理优化研究

底鼓作为深部硐室围岩变形与破坏的主要方式,一直是煤矿深井开采及其他地下巷道工程中难以解决的问题之一,如何有效地控制底鼓成为硐室支护中首要考虑的问题。研究从底鼓治理优化研究着手,根据深部矿井高地应力硐室的地质赋存特征,结合淮南地区潘一东矿-848m水平硐室地质条件,提出一套科学有效的技术措施,运用离散单元法分析软件,建立底板加固的数值计算模型,通过对四种方案巷道周边塑性区分布、位移场等的分析对比,得到了较为易于维持巷道及底板稳定的底鼓治理优化设计方案。

软岩硐室让压支护设计及承载体强度分析

为了探索深埋软弱围岩硐室的开挖与支护设计新方法，以金川三矿破碎硐室为对象进行了让压支护优化及承载体强度理论研究。首先，根据“优化开挖顺序、适当让压后支护、充分提高围岩自承能力”的设计思路，并在原设计方案和实际工程地质条件的基础上，采用三因素四水平正交设计表提出了16个让压计算方案；然后，通过FLAC程序计算出各个指标值，采用提出的综合指标优选获得最佳让压方案，并给支护提出了合理的建议；另外，在岩石力学理论基础之上，推导了适当让压后支护的“围岩-支护”共同体的力学强度模型和力学参数特征方程，并提出了叠加压缩拱概念。理论研究表明，适当让压后进行支护，有利于最大限度地提高“围岩-支护”共同围岩体强度。

穿采卸压法维护软岩硐室

本文通过对泵房、配电所顶部的四层煤进行穿采卸压试验，说明顶部穿采对维护下覆巷道支护、使其处于良好的卸压状态起到重要的作用，是软岩硐室维护的一条新途径。

大平煤矿深部软岩硐室支护优化技术

介绍了铁法煤业集团大平煤矿主排水泵房软岩硐室支护优化设计情况。根据对该硐室围岩变形力学机制的分析,确定了合理的支护形式,取得了良好的效果。

开滦矿区软岩硐室支护技术研究与实践

介绍开滦矿区利用软岩支护基本理论, 结合开滦自身特点, 对井下处在高地压、膨胀性软岩硐室群中的排水系统、绞车房系统、疏水降压工程等不同性质、不同硐室软岩进行了综合治理技术, 闸述了软岩硐室支护中应遵循的基本原则以及可借鉴的几个问题。

薄弱部位预加强多次分步过程化控制技术在软岩硐室支护中的应用

演马庄矿二水平井底车场垂深 34 0m ,2 7采区泵房是该车场的主要硐室之一 ,长 34 5m ,断面大 ,围岩为低强度、强膨胀、易崩解的泥岩、砂质泥岩和粉砂岩互层 ,节理、裂隙发育 ,岩石破碎 ,支护难度大。为了有效控制硐室围岩的剧烈变形 ,在支护施工中采用了薄弱部位预加强多次分步过程化控制技术 ,取得了良好效果。简述了硐室支护方式。

深孔锚索注浆技术在防治软岩硐室底鼓中的应用

通过对水泵房及变电所在防治底鼓方面所采取的深孔锚索注浆技术进行研究,并且通过现场实践,证明了深孔锚索注浆技术在防治软岩巷道及硐室内的底鼓发挥着重要作用,可为类似的工程问题提供参考。

软岩硐室U型钢支护结构稳定性分析及加固措施研究

根据张集矿第二副井主排水泵房的围岩物理性质,对其存在的软岩硐室进行U型钢支护设计。利用ANSYS有限元分析软件建立U型钢模型,对其进行稳定性分析,绘制其应力图、位移图和弯矩图。结果显示,其应力主要集中在拱脚和两帮处,最大位移发生在拱顶处,为372.783mm;最大弯矩位于巷道两帮,为162kN·m,弯矩分布沿两帮竖直方向向下呈线性增大。根据分析结果提出加固措施,即在U型钢凹槽上每隔500mm焊接补强板,同时在其凹槽内填充混凝土提高支护刚度,通过60d围岩收敛量监测,证明加固措施取得了良好的效果。

大断面软岩硐室底板卸压槽合理深度分析

底板卸压槽的合理深度是开槽卸压治理大断面软岩硐室底鼓的重要参数,其选取不合适将得不到理想的卸压效果。采用非线性数值分析软件FLAC,分析了卸压槽宽度为300 mm、卸压槽深度从400 mm增加至1 000 mm时围岩应力、位移矢量及塑性区的分布特征。模拟分析结果和现场实践表明,当卸压槽宽度为300 mm、深度为900 mm时能取得较好的效果。

高地压大型软岩硐室施工关键技术

金川公司三矿区+1 165m水平大断面破碎硐室处于高地压软弱破碎岩体中,施工中采用了"先外围,后主体"的硐室群施工顺序、"两侧上行倾斜双导硐及下行分层,层间分区刷大"的施工技术、"先让后抗,让抗结合,先拱后墙,多次支护"的围岩稳定支护技术,取得了预期效果。其关键施工技术在深部矿山、大长山岭隧道、海底隧道、军工民防等地下工程建设中,具有推广应用价值。

深井软岩硐室围岩加固支护实践

赵楼煤矿井底车场埋深大,地质条件复杂。井底车场硐室和巷道施工中,采用扩大断面,预留一定的围岩变形空间;锚网喷一次支护;锚注二次支护的支护方案。马头门、变电所及泵房等重要硐室,增加现浇钢筋混凝土碹,必要时增加锚索。由于加固支护设计科学合理,取得了较好的效果。

某软岩硐室支护时间研究

为揭示某软岩硐室的合理支护时间,结合调压井硐室的结构特征,建立三维有限元模型,基于幂律流变模型,研究了无支护(方案1)、及时支护(方案2)、滞后15d支护(方案3)、滞后30d支护(方案4)四种方案下施工期及完建150d内衬砌的位移、应力和围岩塑性区开展范围。结果表明,方案3衬砌的应力水平和位移较其他2种支护方案小,最大压应力约为方案2的64%、方案4的70%;最大位移约为方案2的2倍、方案4的1.5倍;支护越及时,围岩的塑性区开展范围就越小,但方案3围岩最大塑性区范围为8.5m,与方案2的围岩塑性区相差较小,且塑性区发育深度小于围岩锚固深度,从充分发挥围压自承能力和支护结构的安全性角度综合分析,建议采用方案3。研究结果为此类工程设计提供借鉴。

深部大断面软岩硐室支护技术优化及应用

为解决深部大断面软岩硐室急剧变形失稳问题,以朱集西煤矿西翼11煤运输大巷机头硐室为研究对象,采用理论分析与数值模拟的方法,对4种不同支护方案及不同支护结构(锚杆支护、锚杆+喷层支护、锚杆+锚索支护、锚杆+锚索+喷层支护)的围岩塑性区破坏深度与位移进行分析,得出方案三锚网喷初次支护+预应力锚索二次支护为最优方案。工程实践表明,采用耦合支护方案三后,支护结构的整体性承载能力和围岩的自承能力提高,机头硐室两帮移近量为25.98 mm,顶底板移近量为43.45 mm,有效控制了深部复合围岩的大变形失稳问题,保证了巷道围岩的长期稳定。

柳泉煤矿大断面软岩硐室锚网喷联合支护技术的实践

基于柳泉煤矿-420m水平大断面软岩翻车机硐室的具体地质条件,采用非线性数值分析法对硐室锚网喷联合支护合理参数进行了较为详细地分析。分析结果和现场实践表明:采用锚杆长度为1800mm、直径18mm、间排拒700mm、菱形金属网、喷射混凝土的联合支护参数,围岩塑性区较小,控制效果较好。为类似条件下硐室的支护提供了可借鉴的经验。

高应力软岩硐室围岩控制及数值模拟研究

鹤壁九矿-420水平31采区避难硐室多次返修,认为其处于高应力下的软岩流变岩层中,提出锚索+深浅部锚杆交错注浆+对穿锚索的硐室围岩加固方案。采用数值模拟方法对原支护与返修加固方案进行对比。结果表明:原支护条件下硐室断面收缩率达91.1%,顶板最大下沉量达到1 387 mm,围岩处于加速蠕变阶段;采用新的加固方案后顶板最大下沉量仅58 mm,围岩处于稳定蠕变阶段。

大断面软岩硐室分层分块施工与锚喷联合支护实践

基于柳泉煤矿-420m水平的地质条件,采用分层分块施工与锚喷联合支护的方法,取得了大断面软岩硐室支护的成功。实践表明,将施工顺序分为3个阶段的分层分块施工法具有效率高、进度快的特点;采用木板、吊环、J型横杆、钢管与锚杆联合的临时支护方法,能够提供足够的支撑力,保证施工安全,提高支护质量;采用锚杆长度为1800mm、直径18mm、间排距700mm,菱形金属网、喷射混凝土的联合支护参数经济合理,为类似条件下硐室的施工提供了可借鉴的经验。