高应力巷道底板卸压及围岩锚注支护技术

针对平煤八矿高应力回风上山巷道围岩软弱易破碎、巷道底鼓严重的问题,采用底板卸压和围岩锚注的支护思路,提出了“混凝土+锚网+注浆+卸压槽”的多层次联合支护方案。结合UDEC数值软件确定了卸压槽的宽度为1.2 m,深度为2.0 m。钻孔窥视表明,深孔、浅孔交替注浆后,浆液扩散半径达到3.0 m,巷道围岩整体性较好,巷道变形得到了有效控制。该技术解决了巷道在支护过程中遇到的问题,保证了矿井的安全开采,可为类似矿井提供借鉴。

深井高应力超前工作面爆破切顶卸压护巷加固技术研究

以赤峪煤矿C1205工作面地质条件为背景,分析了超前支承压力影响范围,提出了在工作面主动超前卸压与大巷加固相结合的巷道围岩控制技术,对比分析了工作面超前切顶卸压与不切顶对大巷的保护作用,设计了超前切顶参数及大巷加固方案。结果表明:超前工作面爆破切顶人为构造“准裂隙面”,可有效减弱超前支承压力向大巷的传递,工作面回采超前支承压力集中程度降低,距离停采线最近的输送机下山两帮变形量降低47%,顶底板变形量降低43%,取得了较好的卸压效果。采用该技术后,深井高应力工作面回采引起的大巷失稳问题得到有效解决。

高应力底鼓巷道卸压爆破技术研究

针对某矿E2305综放工作面运输巷底鼓严重、多次拉底效果不佳的问题,分析了高应力巷道底鼓原因,确定采用钻孔卸压爆破治理底鼓的对策。采用理论计算和现场爆破试验,设计了钻孔长度、爆破区域、钻孔间排距、装药量等参数,提出了底板钻孔卸压爆破实施方案。现场实践表明,采用底板卸压爆破后,巷道围岩变形量较小,巷道底鼓量由爆破卸压前的1 223 mm降至119 mm,高应力巷道严重底鼓得到了有效控制,保障了巷道在回采期间的安全使用。

高应力区巷道松动爆破卸压支护技术应用

基于5311巷掘进期间受构造应力以及邻近采空区残余应力作用下,巷道迎头20 m范围内顶板破碎严重,锚杆(索)支护失效率高等技术难题,决定对高应力区巷道顶板采取松动爆破卸压支护技术。应用效果表明:巷道顶板采用松动爆破卸压技术后,将围岩内高应力转移至围岩深部,有效降低了集中应力对巷道围岩的破坏作用,提高了围岩应力拱强度,巷道顶板下沉量由原来的420 mm减小至180 mm,顶板锚杆(索)失效率由原来的11%降低为2%。

深部高应力巷道卸压控制及支护技术探析

以某煤矿轨道下山巷道出现的变形破坏问题作为对象,分析巷道开挖后围岩应力分布特征,结合巷道实际,提出来卸压支护技术体系,并剖析卸压作用原理及关键技术要点。从现场返修情况来看,返修支护方案取得了较好的返修效果,可以对类似巷道支护提供一些借鉴。

长城三矿高应力回采巷道围岩控制技术研究

为解决长城三矿13_(上)09工作面回采巷道煤壁片帮问题,从防冲卸压和支护设计两方面入手,提出采用大直径钻孔+卸压槽的防冲卸压技术改善巷道围岩应力环境,采用锚网索联合支护技术提升支护体系防冲能力,最后进行现场应用。现场观测结果显示:巷道围岩变形较小,锚固支护构件未出现破坏失效情况;同时根据围岩变形情况得出,实施底板大直径钻孔卸压以及底板开槽卸压对巷道围岩支护系统影响较小。表明提出的围岩控制技术可有效控制深井高应力回采巷道围岩变形破坏。

高应力软岩巷道全断面松动卸压技术研究

本文以某矿西大巷(高应力软岩巷道)为研究对象,从控制围岩应力的角度出发,提出了全断面松动放矸卸压技术,即通过人为方法主动在支架后方进行放矸,释放围岩的变形能,可将巷道开挖形成的集中应力向围岩深部转移,使巷道处于应力较低的区域中.通过数值计算研究分析了放矸卸压范围对应力转移效果和控制围岩变形的作用,确定了合理的放矸卸压参数.工程应用结果表明,应用该技术可使高应力软岩巷道附近的高应力显著地向深部转移,有效地控制了巷道剧烈变形,保持了巷道稳定.

高应力巷道底板卸压槽防治底鼓的机理研究及实践

随着煤矿开采深度的增加,高地应力巷道的底鼓问题越来越突出,针对这种现状,根据"强弱强结构"原理深入分析了底板中部卸压槽支护技术机理,在巷道围岩高强度支护的基础上,采用了底板中部卸压槽支护技术解决高地应力巷道底鼓问题。由于底板中部卸压槽施工工序复杂,施工困难,在巷道卸压支护中很少应用,为了解决施工问题,底板中部卸压槽采用了"二次爆破"技术,并优化技术施工方案,平行作业,保障了施工进度,成功解决了底板中部卸压槽的施工难题。现场工业试验表明,高应力巷道周围岩体的变形得到了有效地控制,采用卸压槽支护技术有效地解决了高应力巷道底臌问题,维护了巷道的稳定性,保证了矿井的安全生产。

高应力岩层巷道钻孔爆破卸压技术

为了深入研究深部高应力岩层巷道围岩松动爆破卸压技术,针对高应力巷道围岩受采动影响的变形破坏特点,采用FLAC数值模拟软件对深部动压巷道围岩进行了松动爆破卸压模拟,结果表明在松动区域轴向平行于巷道顶板和帮部时,在距巷道顶板和帮部围岩5 m处进行爆破,可以在巷道周围形成一个松动区域,使巷道围岩浅部应力与深部集中高应力隔离开,达到巷道围岩集中应力向深部转移和改善巷道围岩受力状态的目的。通过工程实践,验证了模拟方案的合理性,并使爆破参数得到了优化。

高应力区巷道卸压支护技术及应用

随着矿山地下开采深度的增加,地压问题对开采的影响也日趋严重。维护回采巷道的稳定性是开采能否顺利进行的关键。理论分析和工程实践表明,在高应力区或受采动应力影响严重的区域,可以采用卸压支护的方式来维护巷道的稳定性。因此,可以采用卸压开采的方式来降低开采区域的应力,并根据卸压后应力降低程度选择合理的支护形式和参数,从而通过卸压支护达到维护巷道稳定性的目的。现场工业试验表明,采用卸压支护技术可以有效协调巷道周围岩体的变形,达到维护巷道的稳定性。

底板切槽卸压控鼓技术在高应力软岩巷道中的应用

随着冲击地压防治措施的落实执行,巷道及硐室层位更多考虑布置于煤层底板或顶板中。受深部高应力显现及底板软岩特性等影响,巷道形变特别是底鼓尤为突出,通过在巷道底板施工切槽,将高应力转移到巷道基角和底板深部围岩,为巷道底板围岩变形提供补偿空间,使应力升高区向围岩深部转移,用切槽的形变量代替了巷道底板变形量,塑性区范围逐步扩大,应力变化区域平稳,应力集中现象减弱,从而防止高水平应力场下严重底鼓的发生达到卸压控鼓的目的;同时,采取疏、排、堵等控水措施减少因水理因素造成的巷道底鼓现象。

煤矿高应力巷道卸压方法研究与应用

千米深井赵楼煤矿巷道顶板采用高强度螺纹钢锚杆和锚索支护,帮部采用锚杆、T型钢带、帮部钢带及菱形网联合支护。为减小巷道高地应力,开展钻孔卸压试验研究。卸压孔平行于煤层,孔径110mm,孔深20000mm,间排距1000mm×1600mm。对超前工作面30m范围内的采动应力、锚索受力、顶底移进量与两帮收敛量进行监测,分析得知采动应力大幅降低,锚索受力符合允许值,顶底和两帮变形得到有效控制,卸压效果良好,为其他类似深井卸压工程提供参考依据。

高应力区软煤巷道卸压支护技术探讨

在围岩松动圈理论的基础上，对高应力区巷道进行了卸压支护技术试验，取得良好效果。

高地应力巷道卸压控制技术ABAQUS模拟

高地应力软岩巷道地应力比较大,如果采用常规的支护技术无法满足巷道支护的要求,会造成巷道多次返修以及相应的安全隐患。基于大型有限元ABAQUS软件,建立高地应力卸压巷道控制技术有限元分析模型,应用Drucker-Prager岩体模型,分别分析了卸压巷道在不同位置、不同开挖顺序、不同相对距离等条件下保护巷道围岩体的应力应变。分析结果表明:布置了卸压巷道能明显改善高地应力巷道周围的应力集中,有利于巷道整体结构的稳定性。得出结论:1先开掘卸压巷道再开掘主巷道;2距离主巷道4 m左右支护效果最佳;3需要针对不同的来压方向选择卸压巷道相对位置等。模拟结果可为同类高地应力巷道支护设计提供一定参考作用。

高应力巷道卸压与支护综合控制技术研究

以某矿采空区受侧向支承压力强烈影响的变形巷道为研究对象,采用理论分析和数值模拟的方法,对比分析了高强度顶板支护条件、高强度顶帮支护条件和底板切槽卸压条件下的巷道围岩稳定性,阐述了高应力巷道底板切槽卸压与高强度顶帮支护综合控制技术作用。

高应力断层构造区巷道冲击破坏特征研究

断层构造区静动载应力耦合作用加剧了井下断层区围岩冲击危险性,断层构造区巷道围岩应力分布规律及冲击动载响应特征存在显著特殊性。目前对于断层构造区的冲击研究主要集中于工作面采场附近,但对于断层构造区巷道冲击破坏鲜有研究。以陕西某矿深埋高应力断层构造区巷道为工程背景,分析了断层构造区巷道围岩变形破坏力学特征:①断层面存在明显应力阻隔效应,正断层附近存在上盘应力集中区和下盘应力降低区2个特殊应力区。巷道由于断层面影响,巷帮静载集中应力呈现非对称分布特征,远离断层面侧应力集中程度大于靠近断层面侧,该侧巷道围岩冲击破坏危险程度增大。②断层面对于应力波传递产生明显阻隔作用,正断层上盘动载响应大于下盘动载响应,由于巷道两帮应力非对称分布特征,右帮动载响应明显大于左帮。基于上述特征,提出了断层构造区巷道围岩“卸(大直径钻孔卸压)−支(梯次加固成层式吸能防冲支护)”协同防冲控制技术,工程试验结果表明:①巷道围岩采取“卸−支”协同防冲处理措施后,巷道两帮应力集中区往围岩深部转移3~5 m,应力峰值降低18.5%~20.3%,巷道帮部围岩应力集中程度显著降低。②采用“卸−支”协同防冲处理措施前,巷道顶底板及两帮变形量分别为856,334,325,567 mm,巷道围岩变形破坏严重,采用“卸−支”协同防冲处理措施后,巷道围岩变形量降低35.69%~62.03%,巷道围岩稳定性增强。③钻孔煤粉量显著低于临界粉煤量,巷道围岩动力显现降低。

厚煤层泥岩底板巷道底鼓控制技术应用分析

山西汾西正旺煤业31103综放工作面运输巷受矿压、底板软岩等多因素影响底鼓问题突出,给巷道使用及采面正常回采带来困难。若采用巷道底板卸压槽、底板注浆以及底板锚索等方式治理底鼓,则面临耗时长、影响巷道正常使用等问题。经分析研判,决定采用降低运输巷围岩应力为主的底鼓控制技术,即通过切顶卸压改善运输巷围岩受力与降低底板受力的方法。结合现场实际,拟定了切顶卸压技术实施方案,实际应用后,巷道底鼓量控制在102 mm以内,底鼓问题得到有效控制。

上部煤层采动底板巷道围岩破坏特征与卸压控制技术

针对祁东煤矿开采61煤层同时要确保下部底板岩石大巷正常使用的技术难点,采用理论分析和数值模拟方法研究了上部煤层对底板巷道的动压影响,得出：该底板巷道围岩失稳的实质是其受上部采动应力在底板传递的影响,应力集中系数达15~18倍的原岩应力;其围岩稳定性控制应综合考虑围岩应力集中的诱发因素和卸压护巷原理。继而基于卸压护巷理论,提出钻孔松动爆破卸压护巷技术方案,确定钻孔爆破卸压的技术参数及卸压时机。工程实践表明：采取巷帮、底角钻孔松动爆破卸压护巷方法,使得相邻钻孔间“塑性弱化带”贯通,实现应力向围岩深部转移,能有效控制采动影响下的底板岩巷围岩变形破坏。

基于爆破卸压的深部构造应力富水软岩巷道底鼓控制技术研究

底鼓是深部高应力软岩巷道常见的底板破坏形式,也是影响矿井安全高效生产的制约因素,更是目前千米深井亟待解决的关键问题。为解决深部高应力软岩巷道底鼓制约煤矿安全高效开采的现场问题,以平煤某矿-950水平回风大巷为工程背景,采用井下试验、物化分析、室内试验相结合的方法,从岩石强度和应力特征视角分析了围岩结构、矿物成分、水理作用、支护强度、原岩应力对巷道底鼓的影响机制,发现了高构造应力和水理作用是影响巷道严重底鼓的主要因素,揭示了该巷道的挤压流动性底鼓和遇水膨胀性底鼓机理。根据深部高应力软岩巷道底鼓机理分析,提出了基于底板爆破卸压的注浆加固底鼓联合控制技术,利用松动爆破技术阻断底板高应力传播路径,改善巷道围岩应力环境,释放底板压力;同时,利用注浆加固技术强化巷道底板围岩的承载力,提高底板抗变形能力。基于上述研究成果,提出爆破卸压+注浆加固的布置方案与参数,并进行了工业试验和底鼓变形监测。现场工业应用监测结果表明:采用底板松动爆破+注浆加固的联合支护方案后,巷道底板围岩处于稳定状态,底板在300 d内最大位移不超过310 mm,巷道底鼓变形量较无支护状态下减少了36.7%~49.0%,巷道底板未发生明显变形破坏,底鼓控制效果明显。

深井软岩巷道底板卸压钢丝绳网锚注支护技术研究

针对平顶山天安煤业股份有限公司一矿深井软岩回风上山巷道工程地质条件和围岩变形特征,采用数值计算方法,研究了底板卸压槽卸压前后巷道围岩应力场、塑性区的变化规律,分析了底板卸压槽卸压机理,提出了钢丝绳网锚注支护技术,并进行了工业性试验。研究结果表明:(1)巷道底板开掘卸压槽卸压后,底板围岩垂直应力和水平应力的高应力区及其峰值应力均向底板深部转移。卸压后底板同一深度的围岩应力均小于卸压前的围岩应力;卸压后巷道顶底板和两帮围岩的塑性区范围均增大,底板卸压效果明显。(2)深井巷道围岩的破碎区和部分塑性区是支护的重点。回风上山巷道采取开挖底板卸压槽、钢丝绳网锚杆支护和围岩注浆加固等支护措施后,在围岩中形成了锚注体支护圈,提高了围岩的强度和自身承载能力。巷道围岩经历加速变形阶段、减速变形阶段和稳定变形阶段后,一直处于稳定变形状态。卸压槽+钢丝绳网锚注支护在回风上山巷道的支护试验取得成功,可为深井软岩巷道支护提供参考依据。