回采巷过断层围岩支护方案设计

断层地质对巷道围岩稳定性构成严重威胁,易引发顶板垮塌、变形及突发性涌水等安全事故。文章以煤矿Ⅱ3采区Ⅱ1135机巷为例,其受断层影响,巷道出现顶板冒落、肩角剪切及高帮滑移等现象。通过模拟和计算,设计了一套针对性的断层区域支护方案。模拟分析表明,该支护方案可改善巷道应力环境,顶板下沉量和两帮移近量分别减少51.4%和33.3%,围岩塑性区深度也大幅减小,从而有效增强了巷道的稳定性。

大采高综采面软岩回采巷道围岩控制技术应用

大运华盛煤业20203工作面采用一次采全高综合机械化采煤工艺,运输顺槽顶底板均为软岩、巷道断面较大,围岩控制困难。围绕大采高软岩回采巷道的变形特点及支护方法展开分析,提出及时支护与动压影响软岩巷道补强支护的围岩控制技术方案。现场应用后,顶板下沉量、两帮移近量和底鼓量最大值分别较优化前减少了43.8%、71.0%和59.0%,巷道围岩变形基本稳定。

锚杆支护网片动载力学性能试验研究

为了合理选择冲击地压巷道锚杆支护所需的网片,通过实验室试验从网片变形、承载力、位移及吸能等四个维度对比研究机编焊接钢筋网片和钢塑复合聚酯网片的动载力学性能,得到了两种网片在冲击载荷作用下的变形破坏方式及吸能特性。研究结果表明:冲击载荷作用下,机编焊接钢筋网片和钢塑复合聚酯网片破坏变形集中区域不同,机编焊接钢筋网片以“十字”形式向中心变形,破坏主要集中在钢筋网与固定压板接触处,钢塑复合聚酯网片破坏主要集中在受冲击载荷中心部位及聚酯网与固定压板接触处;网片冲击力时程曲线可分为缓慢承载阶段、波动稳定承载阶段及衰减阶段,随着冲击载荷的增加,机编焊接钢筋网片冲击力峰值明显大于钢塑复合聚酯网片,机编焊接钢筋网片对冲击地压巷道的支护能力更强;网片位移变形随着冲击能量的增加逐渐增加,机编焊接钢筋网片可抵抗冲击能量大于5000 J,钢塑复合聚酯网片可抵抗冲击能量为2000 J。

顶板冲击荷载作用下锚网支护巷道变形破坏规律研究

为研究顶板冲击荷载作用下锚网支护巷道的变形破坏规律,以华亭煤矿250104运输巷为背景,采用FLAC^(3D)分析了不同冲击荷载波速、角度以及偏轴距条件下锚网支护巷道围岩的应力、变形以及塑性区变化特征。研究结果表明:顶板冲击作用下,巷道顶板及两帮岩体塑性区将向上方及两侧逐渐扩展,且其最大位移呈指数衰减式增长;随顶板冲击荷载波速增大,巷道周边岩体最大位移呈指数递增式增大;随顶板冲击荷载角度增大,巷道顶板及两帮最大位移呈“S”形增长变化,冲击角度为90°时对围岩稳定性最不利;随顶板冲击荷载偏轴距增大,巷道顶板及冲击侧帮部岩体最大位移出现先增后减的变化规律,冲击偏轴距等于5.0 m时对巷道安全威胁最大。

层理劣化影响下破碎顶板巷道变形机理及控制研究

为解决层理劣化的破碎顶板下巷道支护难题,以辛置煤矿东四运输延伸巷为工程背景,研究了该巷道层理劣化的顶板变形破坏规律,提出了相应的支护对策,并进行了现场应用。采用FLAC3D中的interface单元,建立了含层理的巷道顶板模型,分析了层理影响下破碎顶板变形破坏特征,对比了不同支护方案的巷道围岩变形规律。对层理劣化的顶板,高预应力锚杆能充分提高顶板自承载能力,进而降低锚杆支护密度,既能控制巷道围岩变形,亦能提高掘进速度。最终,将提出的支护对策应用于现场,监测数据表明:该支护对策能保证巷道围岩稳定,且有利于提高巷道掘进速度,对类似的层理劣化的破碎顶板下巷道支护提供了参考。

锚网−围岩接触面注浆充填预应力施加技术

针对松软煤体巷道护表构件主动支护效应差、局部裸露围岩破碎范围持续扩大导致的锚杆、锚索失效问题,开发了网后注浆面型预应力施加技术并进行了实验室试验及现场验证。首先分析了锚网支护围岩变形破坏方式及控制方法,阐述了网后注浆技术原理;其次开展了不同规格型号金属网的网后注浆实验室试验,分别得到了主动面型预应力施加过程中锚杆受力、注浆压力、护表构件变形量及面应力演化规律;最后开展了现场工况下的顶板及两帮网后注浆试验,得到了护表构件在一定变形量前提下的面型预应力施加值,验证了网后注浆技术的适用性。研究结果表明:①金属网与煤壁之间存在间隙是导致支护系统主动支护能力差和锚杆、锚索支护失效的主控因素,围绕金属网与煤壁接触面凹凸不平的结构间隙进行注浆填充、全面封闭围岩是完善锚网支护系统的技术手段;②在金属网与围岩之间进行注浆充填可实现面型主动预应力的施加,面应力变化趋势主要分为:初始面应力恒定阶段、面应力上升阶段、面应力降低至稳定阶段;③网后注浆过程中,面应力变化趋势与注浆压力、金属网变形量紧密相关,面应力上升过程中,注浆压力、金属网变形量也随之升高;④网后注浆可缓解锚杆托盘应力集中程度,面应力上升过程中可使得应力集中的锚杆预紧力呈现出小幅度降低趋势,受力较为均匀的锚杆预紧力呈现出同步上升趋势。所得研究成果有望成为锚杆支护配套技术,为复杂困难巷道治理提供技术储备与理论参考。

巷道中锚网索联合支护方案的应用分析

锚网索联合支护作为1种新型支护技术,具有支撑力度大、可防止巷道变形等优点,被广泛应用于煤矿巷道支护中。首先介绍了锚网索联合支护技术的基本原理和适用范围;然后,针对具体工程情况,在巷道形态、围岩情况和上覆厚度等因素影响下设计了1套支护方案,并进行了实践;最后,对施工过程和支护效果展开了详细分析,针对存在的问题提出了解决措施。

沿海地区30年龄期螺栓球网架加固技术研究

某电厂干煤棚为斜放四角锥形双层筒网壳,属于螺栓球网架结构。因年久失修,结构本身锈蚀严重,须进行加固改造。采用“杆件更换、支座加固、彩钢板屋面更换”等方案施工。结构处于邻海环境中,重点关注后续使用期间耐久性,故对结构进行除锈防腐处理。结果表明,加固后的钢结构煤棚承载能力显著提升,可连续不间断满负荷运行168 h,投入使用后,钢构件防腐涂层无明显皱皮、流坠、气泡等缺陷,满足规范要求。

小东沟金矿巷道全断面锚网支护参数优化研究与应用

巷道支护方式和支护参数的合理选择关系到巷道稳定性和支护成本。针对小东沟金矿巷道支护过程中存在的爆破后金属网损伤面积大、锚杆支护参数不合理等问题,对支护金属网进行了重新选型,设计了不同锚杆支护参数,通过数值模拟分析了不同支护参数下巷道围岩位移场、应力场和塑性区分布。结果表明:顶板位移及围岩塑性区随锚杆间排距增大而增大。锚杆间距由0.9 m增加至1.5 m,顶板最大位移分别依次增大了37.23%和36.32%。随着锚杆排距增大,顶板最大位移分别依次增大了26.44%和27.07%。结合支护成本和现场实际条件确定最优锚杆间排距为1.2 m×1.2 m。工业试验效果较好,支护成本降低12%,支护效率较之前提高20%。

高应力软岩巷道差异化协同支护技术研究

为解决高应力软岩巷道的支护与底鼓治理技术难题,保证巷道安全使用,对杨河煤业31151回风巷底抽巷复杂采动影响下巷道支护失稳及破坏机理进行分析,采用数值模拟技术进行围岩稳定性分析,研究高应力软岩巷道底鼓机理围岩控制技术,并提出针对性的锚网索强化支护方案及底板锚网索+注浆支护技术方案。经现场实践,两段巷道受采动影响后,巷道最大离层深度1.8 m,最大位移量为210 mm,最大底鼓量为230 mm,所有最大变形量均在设计允许变形范围内,支护强度满足巷道支护要求。

厚油页岩顶板巷道支护参数设计及优化分析

随着煤矿开采深度的增加,厚油页岩顶板地质条件下的巷道支护问题日益凸显。针对这一问题,对煤矿厚油页岩顶板的地质特性进行了深入分析,并通过理论计算确定了巷道顶板围岩松动圈的范围,为支护参数的确定提供了科学依据,还确定了锚杆和锚索的支护参数,并建立了数值模型以进一步优化锚杆和锚索的间排距参数,旨在提高支护效果并达到降本增效的目的。研究结果表明,优化后的锚网索支护方案能够更有效地控制巷道围岩的变形和破坏,提高巷道的稳定性和安全性,研究成果不仅为厚油页岩顶板地质条件下的巷道支护提供了科学依据,也为类似地质条件下的巷道支护设计提供了借鉴和参考。

高应力软岩巷道注浆及锚喷支护的研究

通过分析湘永矿区煤系地层力学性质与围岩裂隙发育深度,在对原有锚网喷支护主要材料技术参数进行优化的基础上,提出“注浆+锚网喷”、“锚索+锚网喷”支护新理念,并通过工程试验,确定“注浆+锚网喷”支护为湘永矿区高应力软岩巷道首选支护形式。“注浆+锚网喷”支护在湘永矿区实施后,矿井巷道支护质量有了根本性提高,为高应力软岩巷道锚网喷支护的优化提供了可资借鉴的经验。

浅埋煤层工作面回采巷道支护设计及参数优化

针对浅埋煤层支护强度不合理的问题,以某矿浅埋煤层工作面地质条件为工程背景,通过理论计算获得巷道初步支护方案,进一步运用数值模拟技术进行巷道支护参数优化,并验证了巷道的稳定性。结果表明,锚杆为∅18 mm×2100 mm,间排距1100 mm×1200 mm,锚索为∅15.24 mm×6500 mm,沿巷道中线布置1列,排距为3300 mm时,在保证支护效果的情况下,回采巷道整体上围岩变形和破坏范围较小,更有利于保障矿井生产安全,提高经济效益。研究成果可为合理设计浅埋巷道支护方案提供经验借鉴。

慈林山煤业沿空掘巷让压支护技术应用

为解决小煤柱沿空掘巷煤柱支承应力较大以及采空区顶板坚硬岩层断裂产生动载破坏围岩支护的问题,对慈林山煤矿15208工作面运输顺槽沿空掘巷支护存在的问题进行分析,开展单泡让压管和双泡让压管抗压试验,同时优化锚杆、锚索的施工。结果表明让压管能够提高锚索的延伸率,在压力显现时能够吸收围岩传递的能量,保证锚杆、锚索的有效性;在此基础上对帮锚索的优化能保证支护强度的同时还能提高生产效率并降低支护成本。

公清项目植生混凝土边坡施工技术

公清项目响应“推动高质量发展,贯彻科学绿化,改善生态环境,提升景观质量,拓展绿色空间”的目标,结合边坡支护需要,对施工后的永久边坡采用植生混凝土的新技术,利用植生混凝土的基层作为边坡的支护措施,面层作为生态复绿草籽温床,将边坡工程防护与生态复绿有机结合,既达到了工程安全防护要求,又实现了工程创面的生态复绿效果。施工过程中将符合现场的基材进行配备、拌合,清坡后喷设于坡面,坡面采用钢筋网提高完整性。养护后拌制于混凝土中的种子发芽后形成绿化边坡。

夹河矿深部煤巷围岩稳定性控制技术研究

为解决夹河矿深部开采时煤巷出现的围岩变形量大、支护体破坏严重等非线性大变形问题,采用现场工程调查、微观组构实验等手段,分析了巷道围岩破坏失稳主要是由于支护体与围岩在力学特性上的不耦合造成的。研究采用耦合支护非线性设计方法,得到锚网索耦合支护参数。现场试验表明,采用该设计方法进行锚网索耦合支护既能充分发挥锚网主动支护浅部围岩的能力,又能通过锚索调动深部围岩强度的支护能力,从而实现软岩巷道支护体与围岩在强度、刚度和结构上的耦合,发挥支护体与围岩共同承担荷载的作用,实现深部煤巷的稳定性.

沿空留巷综合支护技术研究

用沿空留巷技术保留的巷道要经历掘进和两次强烈的采动影响,对所需留巷的巷道,应该从掘进期间的支护设计与施工到留巷期间的巷旁支护方式选择,及下个工作面回采期间的加强支护均应统筹考虑,这样才能保证沿空留巷技术的成功实施,故沿空留巷技术是一项系统工程。据此,在淮北岱河矿Ⅲ3215工作面机巷进行了沿空留巷实践,巷内采用了锚网索支护,巷旁采用了工字钢密集支柱及矸石(碎煤)带联合支护,并在矿压观测的基础上,得出了所留巷道矿压显现规律,工业试验和应用实践表明,取得了良好的技术、经济效果。

回采巷道合理煤柱宽度确定方法研究与应用

在总结、分析经验法、理论计算法、数值模拟法、现场实测等4种确定煤柱宽度方法优缺点的基础上,提出了采用现场实测和数值模拟结合的方法来确定保留煤柱宽度.根据石炭井二矿生产实际,分别对巷道开挖前后,不同煤柱宽度下围岩应力、变形进行了模拟研究,同时利用21053工作面异型煤柱的有利条件,对不同煤柱宽度下巷道围岩变形、支护结构受力等进行了实测.经过对监测数据的分析、研究,得出了巷道围岩变形、支护结构受力与煤柱宽度之间的关系,结合数值模拟结果,对石炭井二矿保留煤柱宽度提出了合理的建议.实践证明,采用现场实测和数值模拟相结合来确定保留煤柱宽度是一种科学、有效的方法.

深井高应力破碎区巷道破坏机理及控制研究

为了解决深井、高应力和破碎区巷道维护问题,针对薛湖矿-780 m大巷复杂工程地质状况,研究了大巷围岩特征及破坏因素,依据围岩破坏和受力特征,建立力学模型,探讨破坏机理,提出大巷的控制原则和控制技术,采用UDEC软件模拟优化不同控制方案,确定新支护方案及合理的支护参数,进行井下工业性试验,利用矿压观测和拍摄围岩内部状况检验新方案的有效性.研究结果表明:巷帮中存在圆弧状"滑动面",控制巷道的关键是确定巷帮稳定区临界高度,控制"滑动面"稳定,实施新设计方案后,-780 m大巷变形得到了有效控制.

冲击煤层巷道锚网支护防冲机理及抗冲震级初算

文章分析了冲击矿压时程特性对巷道支护构件的特殊功能要求,提出了冲击-支护的3D特性匹配,要求支护构件必须同时具备高强度、大刚度和一定的柔度,比较了钢棚、锚杆支护对冲击矿压震动破坏过程的适应性差异,分析了锚固结构中锚杆的轴向变形对P波的适应性及锚固体横向约束对S波的抵抗,并对锚网支护吸能防冲能力进行了近似计算.研究表明,锚网支护是目前相对较能适应巷道冲击矿压震动破坏效应的支护形式,约可抵抗震级为2.6的冲击矿压.