锚杆托板与缓冲垫层组合结构动载力学性能研究

为获取缓冲垫层放置位置及厚度的选取依据,分析了缓冲垫层对冲击地压巷道锚杆支护系统中托板及组合结构抗冲击性能的影响。利用落锤冲击试验装置,测试了托板、W型钢护板和橡胶缓冲垫层等4种组合结构的动载力学性能,得到了试样的冲击力时程曲线、位移时程曲线及变形特征,分析了W型钢护板、缓冲垫层位置及厚度对托板动态力学性能的影响。研究结果表明:托板均经历了拱高降低、四角翘起、拱底面积减小等变形过程。随着冲击能量的增加,试样冲击力峰值及变形量呈增加趋势,冲击力时程曲线可分为初期震荡、急速上升、平稳震荡和迅速下降等4个阶段。与单独托板相比,W型钢护板可降低冲击力峰值、增加试样震荡作用时间、有效保护试样的完整性和提高试样抗冲击性能。通过对比缓冲垫层放置位置及厚度的冲击力峰值、位移量、冲击能量吸收率及托板变形量,得到缓冲垫层放置在W型钢护板与围岩接触面之间时,抗冲击性能更好,其合理厚度在16~18mm。根据托板静载拱高变形量要求,单独托板可承受约2500J的冲击能量,W型钢护板及缓冲垫层组合结构可起到吸能、改善托板承载特性及提高托板抗冲击性能等作用,现场应用效果良好。

邻空动压影响巷道支护技术研究

为解决霍州煤电集团干河煤矿受邻空动压影响巷道掘进速度慢、支护成本高、巷道掘进及回采期间返修次数多,严重制约矿井采掘衔接和企业效益的技术难题,通过对矿井掘进巷道进行现场调研、理论分析、数值模拟和矿压监测,研究了邻空动压巷道围岩应力分布及变形破坏机理,提出了高预应力锚网索联合支护技术。监测数据表明:邻空动压影响巷道采用高预应力锚网索联合支护技术掘进期间,两帮最大移近量为120 mm,回采期间两帮最大移近量为185 mm,满足了巷道掘进、回采期间的正常使用。高预应力锚网索联合支护技术提高了巷道支护结构的整体性,避免了邻空动压影响巷道掘进、回采期间的返修,该项技术已在全矿井下推广应用。

冲击载荷影响松散破碎全煤巷道支护技术研究与实践

针对潞安新疆煤化工集团二矿W4205运输巷全煤松散破碎且受冲击载荷影响的特点,在地质力学参数测试基础上,分析了巷道破坏机理,并对多个支护方案进行了数值模拟,最终确定了以W钢护板为组合构件的锚杆索联合支护方案。该方案实施于井下并进行矿压监测,监测结果表明该方案可以有效控制围岩变形,为类似条件的冲击载荷影响松散破碎全煤巷道支护提供了参考。

大断面高巷帮破碎围岩巷道支护技术研究

针对长平煤矿Ⅲ43142巷大断面高巷帮围岩破碎特点,在地质力学参数测试基础上,分析了高巷帮巷道围岩变形破坏机理,并针对其特点确定了以W钢护板为两帮支护组合构件的锚杆索联合支护方案。该方案实施于井下并进行矿压监测,监测结果表明该方案可以有效控制围岩变形,为类似条件的大断面高巷帮破碎围岩巷道支护提供了参考。