O型棚支护抵抗冲击地压等级计算方法

O型棚支护具有良好的护表性,常被用于冲击地压巷道控制围岩破碎区的变形与破坏,但O型棚支护参数设计主要依靠经验法,缺乏相应的理论依据和科学计算方法。基于O型棚支护的工作原理,得到O型棚支护特性曲线及最大支护阻力,发现O型棚支护的最大支护阻力与U型钢的型号及壁后填充参数密切相关;通过理论分析冲击应力波在煤岩介质中传播规律,发现冲击地压对巷道支护的作用力大小主要取决于巷道附近围岩质点最大加速度,由此提出一种评价冲击地压等级的新指标——冲击地压破坏系数Kg,用于冲击地压巷道O型棚支护参数设计;利用多层结构法计算得到围岩冲击载荷与O型棚支护阻力的关系以及震动能量与冲击地压破坏系数关系,进而得到O型棚支护可抵抗冲击地压等级计算公式,并发现O型棚支护抵抗冲击地压等级大小主要受冲击地压能量大小、冲击源距巷道距离、围岩煤岩介质力学性质等因素影响。根据抚顺老虎台矿冲击地压特征及发生规律,优化了冲击地压巷道O型棚支护参数,通过现场应用效果对比发现,优化设计参数后的O型棚支护抵抗冲击地压等级明显提高,并成功抵抗住多次冲击事件,避免了支架塑性变形与破坏,说明了O型棚支护抵抗冲击地压等级计算方法具有较好的可信度。通过计算发现,普通36U型钢O型棚支护最大可抵抗中等冲击的冲击地压,因此对具有强烈冲击危险的巷道,还需增加液压支架进行补偿支护,提高巷道支护抗冲击能力。

冲击地压载荷下O型棚支架动力响应规律研究

掌握冲击载荷下O型棚支架的动力响应规律是设计冲击地压巷道O型棚支架支护参数的理论基础。通过现场支护承载力变化规律,获得影响冲击载荷对支护作用的主要影响因素;建立冲击载荷下O型棚支架的动力学方程,获得冲击载荷作用下巷道O型棚支架的动力响应。研究表明:冲击能产生的冲击载荷可造成O型棚支架承载力突增并产生振动;冲击能在煤岩介质中传递时衰减迅速,当冲击源距巷道达到一定值时,冲击载荷对支护的作用力基本可以忽略不计;当冲击能增大到一定值后,冲击载荷对支护的作用力快速增长;O型棚支架刚度对支架动力响应产生较大影响,支架刚度越高,支架振动频率越小,因此合理的支架刚度有利于提高支架的抗冲击性能;随着冲击载荷作用于O型棚支架时间的增加,O型棚支架的弯曲变形逐渐减小。由此可见,冲击源距巷道支架距离、巷道围岩介质属性、O型棚支架刚度、冲击载荷持续作用时间等因素均对O型棚支架动力响应产生较大影响。以此为依据,利用改变壁厚填充增加冲击地压载荷作用时间、增加支护密度提高支护刚度与强度等方式对O型棚支架支护参数进行优化,现场实践表明优化后的O型棚支架可抵抗10^(6)J能量的冲击地压,支护破坏情况明显改善,抗冲击性能显著增强。

吸能支护技术在深部岩石工程中的应用

吸能支护在地下岩石工程中能够有效地防治冲击地压发生,减小突发灾害带来的人员伤亡和财产损失。文章从在实际工程运用中较为广泛的吸能支护技术进行了总结与分析,其中包括吸能锚杆的分类和吸能工作机理,O型棚的简要结构及吸能减震机理,吸能防冲支架技术的变形让位吸能特性。吸能支护能很好地对工程围岩释放的能量进行有效地吸收,维持围岩的稳定性。最后通过文献综述了以上三种吸能支护技术在实际工程中应用情况,总结了他们的优势和不足,并其未来发展方向给出了建议。

高强复合封闭支护技术在冲击地压巷道的应用

在冲击地压巷道采用高强复合封闭式支护,有效杜绝了因发生冲击地压而造成的人身伤害事件,保证了巷道有效断面,取得了较好的安全效果。采用快速掘进技术,解决了复合支护巷道掘进速度关键问题,保证了矿井正常的采掘接替。介绍了跃进煤矿23130运输巷巷道支护情况及"O型棚"巷道的快速掘进技术。

非均质大断面翻修石门的围岩控制研究

为了解决耿村煤矿西区翻修石门的支护问题,提出了锚注锚索初次支护和O型棚二次支护结合的联合支护方案,实践证明这种支护方式可以控制围岩的强烈变形,保证巷道稳定,且技术经济效果显著,具有推广应用价值。

柔性蓄能支护防冲技术应用研究

跃进矿冲击矿压属于典型的底板冲击矿压,针对底板冲击严重巷道单独采用锚网索支护防冲效果不好的现象,提出"O"型棚+锚网索联合支护方式。运用数值模拟方法对锚网索支护和锚网索+"O"型棚支护两种不同支护方式的底板变形、应力分布等进行模拟和矿井巷道变形实时监测数据分析,监测结果表明,锚网索+"O"型棚联合支护结构具有抑制冲击矿压的作用,适合在具有冲击矿压危险的巷道推广使用。

煤矿掘进巷道过断层带施工加固技术应用研究

阳泉集团新元矿31003工作面在掘进过程中揭露逆断层,由于巷道处于断层影响区域,该区域巷道的煤体顶板破碎严重,整体性较差,巷道冒落严重,通过对断层附近巷道采用锚网索+29 U"O"型棚复合全封闭支护,并在此基础上,对断层破碎区域进行化学注浆加固。提高了巷道的支护强度及围岩的整体强度,防止冒顶的继续扩展,保证巷道顺利通过断层区域。

掘进巷道过断层带施工加固技术应用研究

12220工作面在掘进过程中揭露F16逆断层,由于巷道处于断层影响区域,该区域巷道的煤体顶板破碎严重,整体性较差,巷道冒落严重。为此,对断层附近巷道采用锚网索+36U"O"型棚复合全封闭支护,并在此基础上,对断层破碎区域进行化学注浆加固,提高了巷道的支护强度及围岩的整体强度,防止冒顶继续扩展,保证巷道顺利通过断层区域。

煤层巷道过断层带加固技术应用研究

31003工作面在掘进过程中揭露逆断层,由于巷道处于断层影响区域,该区域巷道的煤体顶板破碎严重,整体性较差,巷道冒落严重,通过对断层附近巷道采用锚网索+29 U"O"型棚复合全封闭支护,并在此基础上,对断层破碎区域进行化学注浆加固。提高了巷道的支护强度及围岩的整体强度,防止冒顶的继续扩展,保证巷道顺利通过断层区域。

软岩巷道全封闭支护技术与应用

通过对耿村煤矿西区新石门围岩地质赋存状况和石门翻修扰动状况的分析可知,石门围岩表现出明显的软岩特性;针对围岩性质和多次翻修均没有取得明显效果的状况,决定采用锚网索+"O"型棚和壁后注浆联合支护。实践表明:采用"O"型棚和壁后注浆联合支护技术,可以控制围岩的强烈变形,保证巷道稳定。