掘进巷道顶锚杆二次预紧质量控制技术研究与应用

长期以来,井工煤矿巷道掘进工作面多数采用锚网索联合支护,顶锚杆作为锚网索支护中最重要的一部分,其施工质量好坏决定着巷道整体支护效果。在对掘进巷道顶锚杆支护质量进行检查时发现,多数顶锚杆扭矩不达标,经查阅多家煤矿掘进作业规程,作业规程中对于顶锚杆施工过程中的二次预紧工序并没有详细规定。鉴于以上因素,设计制造了锚杆机用万向预置式扭矩放大紧固器,采用模块化设计思路,投入使用后,可完全解决施工中扭矩过大导致锚杆拉伸变形及螺纹变形;能够适应井下复杂环境下锚杆与顶板间安装角度要求及紧固时锚杆机角度偏差导致螺纹处折弯及螺纹损坏;可以避免辅助人员手持手把登高作业坠落风险和手把脱手被击打风险;可在顶锚杆二次预紧作业中实现一人操作,有效增加作业效率;可确保锚杆紧固到设定扭矩时装置打滑保护,保证锚杆紧固扭矩在达到要求的情况下,锚杆不被损坏,做到锚杆支护效果达到最优。

金川镍矿不良岩层巷道变形与支护研究

金川镍矿是我国最大的地下有色金属矿山,该矿具有地应力高、围岩破碎的特点,巷道支护是金川镍矿面临的一个严峻的问题。介绍了金川镍矿围岩的工程地质分类、地应力的分布规律和不良岩层围岩的基本特征,总结了金川镍矿不良岩层巷道的变形破坏规律,评价了过去该矿所用的各种巷道支护方式,并介绍了金川镍矿不良岩层巷道支护的新方法:采用强力喷锚网支护作为一次支护,尽快的提供支撑抗力,有效的阻止围岩松散,并在有制约的条件下,容许围岩变形缓慢发展,使围岩应力得到一定释放。二次支护采用锚注式支护方式,使浆液注入岩体裂隙,配合喷锚支护,可以形成多层组合拱结构,扩大了支护结构的有效承载范围,改变了围岩的松散结构,提高了支护结构的整体性和承载能力。在局部围岩不稳固地段,采取喷锚网支护、网钢构架支护、U型钢拱架支护及现浇钢筋混凝土支护等措施,进一步提高支护强度,避免巷道的变形破坏。目前,这一新的支护方法已经在金川镍矿逐步推广应用。

深部全煤巷道锚网耦合支护技术应用研究

支护体与围岩在刚度、强度和结构上的不耦合是影响全煤巷道围岩稳定性的主要原因.为解决这一问题,采用新型的锚网索支护方案对支护参数和支护过程进行优化.计算机模拟结果显示,巷道实施耦合支护方案后,应力集中程度减小,高应力区向深部围岩转移,支护系统可靠性明显增强.优化后的支护方案运用于现场,巷道围岩达到稳定的时间较优化前明显缩短.理论和实践表明,深部全煤巷道通过强化支护和适度让压,充分发挥锚网-围岩整体力学效应,可以达到巷道稳定的目的.

弱胶结软岩巷道锚网索耦合支护技术研究

为解决弱胶结软岩巷道支护困难的问题,以伊犁一矿弱胶结软岩巷道为研究对象,结合煤岩物理力学性质及原岩应力测试结果,在分析巷道围岩变形破坏原因的基础上,通过优化支护参数提出了锚网索耦合支护方案。在利用数值模拟验证新支护方案可靠性的基础上,通过现场观测分析总结了采用新支护方案后巷道围岩变形有巷道开挖影响、变形限制、稳定变形3个阶段。结果表明:顶底板移近量平均为50 mm,两帮移近量平均为23 mm,变形稳定时间缩短为15 d;锚网索耦合支护能有效控制巷道围岩变形,改善围岩应力状态,充分利用深部围岩的自承载力。

复合顶板松软煤层锚网喷支护实践

通过分析贵州省青龙煤矿复合顶板松软煤层巷道原支护失败原因,并结合巷道的控制原理,提出巷道的控制技术:采用喷浆封闭围岩防止复合顶板风化破碎;用高预紧力、高强锚杆控制复合顶板的早期离层和提高围岩自身的承载能力;在允许两帮合理变形的同时,用高强锚杆提高两帮煤体强度;最后对帮角加固,防止帮角剪破坏。

深部巷道锚网索支护参数关键因素分析

为了获得深部巷道锚网索支护的关键参数,运用数值模拟计算和正交试验方法,研究了深部巷道锚网索支护参数对巷道两帮及顶底板移近量的影响程度,并采用极差分析法对试验结果进行分析,得出了影响锚网索支护的关键因素。结果表明,锚杆间排距对巷道两帮及顶底板移近量的影响程度最大,依次为锚杆直径、锚杆长度及施加的预紧力。工程实践证明,合理的支护参数使巷道围岩变形明显减小,围岩稳定性得到明显提高。

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。

综放全煤巷道锚网索支护监测与分析研究

通过对锚网索支护条件下综放全煤巷道的系统监测与分析 ,获得了巷道位移、受力变化情况 ,分析了该条件下巷道采用锚网索支护的可行性和支护参数的合理性 ,指出了支护中存在的问题 ,为今后类似条件下锚网索支护设计提供了依据。

断层影响下巷道围岩的力学特征及支护研究

针对巷道过断层构造难以稳定支护的难题,以谢一矿A3煤层回风上山为研究对象,采用现场调研、数值模拟及现场应用等方法,研究了断层构造影响下巷道围岩力学特征及支护技术。研究结果表明:受断层构造影响,巷道围岩应力分布特征差异明显,尤其针对巷道掘进过程中的关键区域,其支护方案侧重点有所不同;相比巷道无支护情况,锚网索加强支护技术提高了巷道围岩整体承载能力。工程实践表明,采用该支护技术实现了过断层区域巷道围岩的有效支护。

放顶煤回采巷道锚网(索)支护参数研究

针对具体的煤层条件和围岩特点进行支护参数的量化设计,是锚网支护技术发展的必然趋势。采用锚网支护方式维护厚煤层放顶煤沿底回采巷道时,多数需要考虑锚索加固问题。在综合讨论大屯矿区现用锚网支护设计方法尚存问题的基础上,对厚煤层放顶煤沿底回采巷道的锚网(索)支护参数设计方法进行了全面分析。

沿空窄煤柱锚网带支护的巷道稳定性研究

锚杆支护是煤矿采准巷道的重要支护方式 ,沿空留巷技术是回采巷道支护技术改革的主要方面。笔者将两种技术相结合 ,用于保证回采巷道的稳定。在现场矿压观测的基础上 ,讨论了支承压力分布规律和窄煤柱护巷机理 ,运用极限平衡理论计算出护巷煤柱宽度 ,同时结合数值分析和现场巷道变形以观测结果 ,实践证明 ,只要设计参数合理 ,施工质量满足要求 。

锚网支护下矿井瞬变电磁响应特征及处理技术研究

为了研究锚网支护对矿井瞬变电磁法探测造成的影响,利用物理模拟相似性准则,进行物理模拟实验和矿井试验,研究锚网支护的瞬变电磁响应特征,并提出处理方法。实际应用结果表明:受到锚网金属支护的影响,测得的二次感应电位数值明显增大,反演出来的视电阻率值明显变小,且对感应信号前期的影响大于后期。建立了锚网支护校正的数学模型,并提出新的数据处理方法,可有效剔除假异常,提高反演解释的精度。

玲珑金矿高应力硐室锚喷网支护断面位移分析

玲珑金矿进入深部开拓后岩爆现象严重,对矿区深部硐室顶板进行位移监测,单次位移量随时间的变化慢慢减小,变化量为±2 mm,累计位移量随时间的变化增大,趋势变缓,位移总量小于20 mm。

深部巷道围岩松动圈厚度测试及支护体变形机制分析

基于声波测试技术对金川二矿区深部巷道围岩松动圈进行了现场测试,通过对测试结果进行的分析和研究,得到了金川深部巷道围岩松动圈厚度的基本特征.借助FLAC3D数值分析程序建立了随机裂隙网络模型,分析了金川深部矿区巷道围岩塑性区发展规律.结合现场围岩变形收敛规律及支护体变形特征,基于喷锚网支护体与巷道围岩相互作用的力学机理,研究分析了金川深部巷道双层喷锚网支护结构的变形机制.

锚喷网支护参数的合理确定

通过对软岩特性和巷道开挖后围岩应力场与位移场分布的研究，提出了整体支护方法，讨论了锚喷网支护形式形成整体支护的条件，给出了锚喷网支护参数的确定方法。

深部采区轨道下山巷道钢丝绳网锚注支护技术研究

深井采准巷道支护技术一直影响到煤矿的安全高效生产。针对平煤五矿采区轨道下山工程地质条件,采用理论分析、现场工业性试验等方法,对轨道下山巷道变形原因、变形特征和支护原则等进行了系统研究并进行现场支护试验。研究结果表明:①围岩应力高、岩性差、受采动影响,以及锚注支护方式及参数不合理是造成轨道下山巷道变形破坏的主要原因;②提出了全断面支护、强化围岩自身承载能力、柔性喷层的支护原则,确定了钢丝绳网混凝土喷层结构、注浆锚杆和注浆参数等钢丝绳网锚注支护有关技术参数。钢丝绳网锚注支护在轨道下山巷道翻修中进行了工业性试验,巷道经历了两侧工作面采动影响后,能够满足生产安全需要,减少了巷道维修次数,现场试验取得了成功。

破碎巷道支护及稳定性监测

介绍了斗南锰矿对破碎矿脉内开拓巷道的支护方法及对巷道支护压力测量等的监测手段。

锚网梁索联合支护在窄煤柱沿空送巷中的应用

针对窄煤柱沿空送巷煤层及围岩的不稳定情况,通过采用锚网梁索联合支护的实践,验证了其可行性,为类似条件下的巷道掘进提供了宝贵的实践经验。

综放巷内充填原位沿空留巷工业性试验

针对常村煤矿S2-6综放工作面采用传统技术沿空留巷的难点,提出综放巷内充填原位沿空留巷新技术。根据上覆煤岩层活动的空间特征及分期规律,引入关键层理论,建立综放沿空留巷的围岩结构力学模型。在对原巷道进行有效加固和扩帮支护基础上,结合高水速凝充填材料的性能,确定了充填体支护及其加固设计参数。采用合理的实施方案和充填工艺,井下工业性试验达到了预期效果,证明了综放巷内充填原位沿空留巷的可行性,具有推广价值。

MK-1高效增强剂在巷道锚喷支护中的应用

研究了MK-1高效增强剂在巷道锚喷支护中的应用，通过对混凝土作用机理和巷道支护的研究，得出了MK—1高效增强剂在巷道喷射混凝土过程中的作用及喷射方法。在实际巷道支护中，喷射混凝土加入增强剂后，其抗压强度提高40％～50％，回弹率降低到10％，达到同等强度时其成本每米可节省29-43元。