全长预应力锚注支护下深部巷道控制效果对比研究

本文基于后注浆的全长预应力锚注支护工艺,并通过对FLAC3D软件中内嵌PILE结构单元修正,提出了全长预应力锚注支护数值模拟方法。在此基础上,开展了地应力、原岩强度等级、支护构件长度、布设间距、注浆强化指数与预应力6种因素下巷道围岩控制效果数值模拟对比研究,揭示了各类因素对围岩变形量、塑性区演化的影响规律,构建了全长预应力锚注支护下控制效果敏感性评价指标,将影响因素依次划分为围岩强度、地应力、锚注支护构件设计3个层级,并根据各因素敏感性层级给出了工程措施建议。最后,以现场典型软弱破碎地层巷道为工程依托,研发了具有强度高、可施加预应力等优势的组合式高强注浆锚杆与高强中空注浆锚索。通过现场应用,验证了全长预应力锚注支护可有效增强软弱破碎围岩自承载能力,充分发挥锚固构件的支护潜力,限制巷道围岩变形破坏。

深部区域巷道围岩控制中预应力锚注技术的应用

为了提高预应力锚注技术在深部区域巷道围岩控制当中的应用效果,结合某深部区域巷道围岩项目实例,明确深部区域巷道围岩特点,提出预应力锚注技术的应用要点和注意事项,取得较好的工程实效,为相关人员提供参考。

预应力锚注技术在深井高应力巷道修复中的应用

针对顾桥矿高地应力条件下13-1底板轨道大巷围岩松软破碎持续变形的问题,在现场勘察的基础上,分析其破坏特征及围岩内部结构,提出采用一套以锚杆锚索主动支护为基础的预应力锚注加固技术进行巷道修复。工程实践表明,该套巷道修复技术有效地控制了巷道围岩的变形,取得了良好的支护效果。

软岩巷道预应力锚注支护技术研究与应用

针对软岩巷道支护困难的问题,根据预应力锚杆支护和锚注支护理论,提出应用预应力锚注支护技术控制软岩巷道的方法;运用数值模拟方法对无支护巷道、锚注支护巷道和预应力锚注支护巷道的控制效果进行对比,得出预应力锚注支护对软岩巷道的控制效果明显优于其他2种支护方式。

松软厚煤层异型开切眼新型预应力锚注支护研究与应用

普通水泥基浆液加固煤体由于其自收缩常造成浆煤界面松弛及充填空隙,以综放厚煤层异型开切眼松软煤体加固为工程背景,提出基于预应力锚和自应力注的松软煤体锚注加固方法。基于该新型预应力锚注加固煤体原理分析,对比研究普通硅酸盐水泥和超细硅酸盐水泥的基本性能,为自应力浆液原材料的选取提供依据;通过浆液纵向自由膨胀率试验获得自应力浆液的最佳膨胀剂掺量;进行预制裂隙煤体普通硅质浆液和硅质自应力浆液加固试验,对比分析自应力浆液加固煤体的力学性能优势和破坏特征;通过数值模拟和现场监测分析新型预应力锚注加固异型开切眼的有效性。结果表明:通过浆液结石体的膨胀应力和注浆锚杆的轴向约束应力,能够使松软破碎煤体处于准三维的受力状态,实现了其强化与损伤修复;超细硅酸盐水泥浆液由于流动性更大、结石体强度更高而更能满足自应力浆液的加固要求;随着膨胀剂掺量增大,水泥浆液最大纵向膨胀率呈先增大后减小的趋势,自应力浆液的最佳膨胀剂掺量为10%;约束条件下自应力浆液加固煤体的峰值强度比普通浆液加固煤体提高4.6%,说明自应力浆液加固裂隙煤体的效果优于普通浆液;普通浆液和自应力浆液加固煤样初始宏观裂纹均出现在浆煤界面处,最终破坏形态均为以预制裂隙为基础的整体劈裂弹射破坏,但其裂纹发展过程有所不同,自应力浆液加固煤样的裂隙数量少于普通浆液加固煤样;在数值模型中,仅锚杆索支护时煤体悬臂梁结构下沉量较大,新型预应力锚注后其下沉量明显减小;现场监测中锚杆索受力相对稳定,加固煤体下沉量较小,说明新型预应力锚注加固松软破碎煤体的效果较好。

预应力锚注技术在深部区域巷道围岩控制中应用

矿井开采深度不断增大,地压随之增大,导致巷道支护难度增大。为解决深部高应力围岩支护问题,本文运用COMSOL软件进行了原岩巷道断面和预应力锚注支护巷道断面围岩应力分布数值模拟,模拟得出预应力锚注技术可有效控制巷道顶板应力集中问题,并可有效控制顶板岩石失稳问题。将预应力锚注技术应用到某矿11034运输巷支护中,预应力锚注技术有效解决了深部高应力巷道内围岩支护问题。

深部巷道全长预应力锚注支护机理研究及应用

讨论全长预应力锚固支护的实现方式,提出基于注浆加固技术的全长预应力锚注支护工艺,并将其对围岩强化作用划分为轴向主动支护贡献、横向被动支护贡献与注浆加固贡献等3部分,建立各支护贡献值的理论计算公式,分析不同锚注参数对各支护贡献值的影响规律,揭示全长预应力锚注支护机理。在此基础上,研发提出新型高强锚注支护技术,并进行现场应用。研究表明:全长预应力锚注支护方式通过注浆可使锚杆自由段钻孔及围岩裂隙得到有效充填,保证自由段轴向主动支护贡献值与锚固段横向被动支护贡献值可同时达到最大值,还可有效提高注浆加固贡献值,是实现围岩最优控制的有效途径之一。新研发高强组合式中空注浆锚杆具有强度高、可施加高预应力等优势,可实现全长预应力锚注支护效果,现场应用后,围岩变形破坏得到有效控制,验证了全长预应力锚注技术的优越性与有效性。

弱面夹层岩质边坡合理锚注间距确定及实证

岩土工程中的一类含弱面夹层岩质边坡的稳定加固最好采用锚注综合措施。该文以湖南某高速公路含弱面夹层岩质边坡为例,就其实施预应力锚管锚注加固时边坡岩体内预应力群锚锚固墙效应和注浆扩散效应进行了分析。提出了将二者结合确定合理锚注间距的实用计算方法及其正规化计算流程,并采用超声波检测验证了所定锚注间距的合理性。结果表明：针对本依托工程实际,弱面夹层岩质边坡采用预应力锚注方式加固时,若采用张拉力为100k N的预应力锚管,其锚注间距选为3 m较为合适,此时超声检测显示在离注浆锚固孔处1.9 m范围内的岩体,其纵波波速比未加固岩体要提高10%~33%。研究结论可为同类边坡工程的预应力锚注加固方案设计提供参考。

深井高应力巷道围岩变形特征与修复加固技术

针对深井高应力巷道围岩松动范围大、变形剧烈,返修率高等问题,以丁集矿1232(1)工作面回风巷为工程背景,采用现场调研、理论分析和钻孔窥视的方法,分析了巷道围岩的变形破坏特征及影响因素,并基于一种无机复合注浆加固材料的研发,提出了以锚索补强加固顶板围岩为基础,采用预应力中空锚杆和预应力中空锚索分步注浆加固顶板,采用预应力中空锚杆分步注浆加固巷帮。工程实践表明,该套巷修加固方案可有效控制巷道围岩的变形,巷道加固效果显著。

深部高构造应力软岩巷道底鼓修复加固技术研究

底鼓是深部开采时巷道围岩失稳的主要形式之一,严重影响矿井的安全高效生产。以三水平下延-950 m水平回风大巷为研究对象,分析了围岩环境特征及底鼓变形特性,揭示了围岩岩性、地应力、底板支护、水理作用是影响巷道底鼓程度的主要因素。采用数值模拟对比研究了卧底、注浆、底板锚索+注浆3种方案的变形特征,阐明了底板锚索+注浆底板修复加固原理。提出了“注浆+高强预应力锚索全长锚注”的底鼓修复加固技术。现场试验表明:底板在300 d内最大位移量不超过75 mm,为解决深部高构造应力软岩巷道底鼓修复加固提供了借鉴。