Applied on bolting-cable anchor support of full-seam roadway in weaker thick coal seam

The designing method and the supporting mechanism of both bolt and small cable anchor for full seam roadway in the weaker thick coal seam are systematically analyzed, and the construction technology and the supporting results are briefly summarized.

高延伸率锚索动态力学特性及工程应用

传统锚索延伸率低、抗冲击能力差,在强冲击载荷作用下易出现脆性破断失效,导致巷道出现冒顶、冲击地压事故等问题。基于此,自主开发了具有高强度、高延伸率及高抗冲击等特性的锚索,采用实验室试验、理论分析及现场试验等综合手段,分析了高延伸率锚索的静、动载力学性能,研究了高延伸率锚索化学成分、金相组织和夹杂物与普通锚索的差异,提出了高延伸率锚索支护吸能原理,并将高延伸率锚索在现场进行了应用。研究结果表明:静载作用下,高延伸率锚索抗拉强度为1790 MPa,最大力总延伸率8.1%,是普通锚索的1.61~2.25倍;动载作用下,高延伸率锚索钢丝不易散开,破断载荷与普通锚索基本相同,断后伸长率分别是锚索A、B、C的1.82倍、1.68倍和1.52倍,单位长度吸能量分别是锚索A、B、C的2.54倍、1.99倍和1.70倍,高延伸率锚索塑性变形能力更强,吸能能力更高。高延伸率锚索通过在冶炼和轧制工艺过程中控制有害化学元素和有益化学元素含量、细化金相组织及减少夹杂物尺寸和数量等方式提高了钢丝的塑性变形能力,进而提高锚索整体的抗冲击性能。高延伸率锚索在现场应用过程中经受了多次大能量冲击后,巷道支护效果良好,高延伸率锚索未出现破断,有效控制了巷道冲击破坏。

构造应力影响下巷道支护技术研究

针对下峪口煤矿2-2采区辅助运输巷受高水平构造应力影响难维护的状况,对巷道原支护和不同角度下施加的水平构造应力进行了数值模拟,分析了巷道失稳原因以及变形特征,提出了巷道支护的对策,确定了高强稳定性锚杆索联合支护方式,并对现场锚杆、锚索受力和巷道围岩位移进行了监测分析,实践表明巷道围岩变形得到了有效控制。

基于TRIZ的锚固剂装填设备创新研究

针对当前人工装填锚固剂存在危险系数大、劳动强度高等问题,应用TRIZ理论的因果分析得出相应问题模型,分别采用技术矛盾和物-场模型对锚固剂装填自动化的关键技术进行分析。根据施工场所具备条件的不同,形成了2个创新设计方案,通过试验样机验证,均能实现自动化装填锚固剂。采用TRIZ理论对锚固剂装填自动化的研究,为推进矿山领域锚杆(索)支护的自动化、智能化创新发展开拓了思路。

基于薄煤层开切眼的锚网索联合支护研究与应用

为提高薄煤层工作面回撤速度,更加安全高效地实现薄煤层工作面的开采。以平煤二矿己17-23010开切眼为对象,研究该开切眼开采前后顶板的破坏机理,并探索锚网索联合支护下开切眼巷道的支护效果。研究表明,开切眼顶板岩体的失稳源于开采扰动的影响,在轴向力和岩体自重的双重影响下发生失稳破坏;与传统的棚式支护相比,锚网索联合支护能极大提高薄煤层开切眼的安全性并提高开采效率,因此建议在薄煤层开切眼中推广采用该种支护。

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。

掘进巷道围岩稳定性研究及支护设计

以某矿巷道为研究对象,采用悬吊、组合梁理论计算确定支护参数,并提出三种支护方案,其围岩位移、应力相差较小;对于塑性区范围,相比方案二,方案三塑性区范围变大,但与方案一相差较小,符合巷道安全掘进要求;对于锚杆索受力,方案三可充分发挥锚杆索的主动支护性能,锚杆索布局更合理。此外,相比方案一、二,方案三中每排锚杆、锚索数均减少1根,巷道支护成本低,方案三最优。

采动影响巷道支护方案设计及效果

为减少松软煤层围岩巷道受采动影响的破坏,提高煤层开采的安全性,以某矿为对象,分析该矿松软煤层在采动影响下围岩的变化规律,设计巷道联合支护技术为“锚网喷+锚索梁+注浆”。与无支护技术相比,经联合支护优化后,该矿巷道顶底板及两帮变形量分别降低68.5%、50%、61%,降幅明显,表明该联合支护技术能有效控制围岩变形,支护效果好。

基于“加固拱”理论对煤巷支护技术的研究

针对余吾煤业大断面煤巷支护困难的问题,以N3102工作面运输顺槽为工程背景,在加固拱理论的基础上,采用锚网索联合支护,形成较大范围的“双重组合加固拱”,结合现场地质情况,确定支护方案,选择合理的支护参数。实践表明:支护效果良好,达到了预期的支护目标,显著地提高了支护强度,能够满足矿井安全生产的需求,可为该矿其他类似巷道的支护提供借鉴。

管索组合结构支护新技术及其在深部大变形巷道应用研究

随着煤矿开采深度的增加,巷道围岩应力环境恶化,围岩大变形及锚杆锚索破断问题更加突出,严重影响深部矿井生产安全。为了解决此类问题,本文针对锚杆锚索支护的优点及缺陷,基于管索组合结构与围岩相互作用机理,提出了管索组合结构支护新技术。管索组合结构通过改善锚索自由段结构、优化其受力状态,使锚索具备较高轴向承载力,同时能够防止受岩石错动等横向作用而导致的锚索自由段破断,避免围岩失稳。通过室内剪切试验发现,管索组合结构的最大剪切荷载为普通锚索的1.27倍以上,平均最大剪切位移为普通锚索的1.16倍,表明管索组合结构具有良好的抗剪能力和剪切方向延展特性。基于九龙矿巷道的工程案例,通过现场监测和钻孔探测,分析了原支护方案下巷道的变形破坏特征,并将管索组合结构在深部大变形巷道进行了应用,现场监测结果表明,采用管索组合结构支护新技术能够有效控制围岩大变形。研究结果可为类似深部矿井支护提供参考。

深部高应力巷道注锚喷支联合控制技术研究

针对深部高应力巷道围岩大变形控制难题,选择水峪煤业十采区运输大巷为研究对象,综合采用现场调研、理论分析和现场试验等方法,分析了深部高应力巷道围岩、支护结构破坏特征和围岩强度特征,研究了巷道围岩大变形的主要影响因素,在此基础上提出了以约束混凝土支架与注浆锚索为核心的注锚喷支联合控制技术,并在现场进行了工业性试验,有效保障了深部高应力巷道围岩的稳定,对类似条件的巷道围岩控制具有一定的参考价值。

基于锚索注浆技术的深部高地应力巷道支护实践

某公司面临较严重的深井巷道围岩支护问题,在分析该矿回风大巷围岩变形破坏特征及支护难点的基础上,提出了该工程条件下巷道支护应突出“让压”理念、“加固”理念及“协同”理念,并针对性地设计了常规锚网喷+注浆锚索联合支护方案。经掘进支护工程实践及矿压观测验证,设计的联合支护方案较好地适应了巷道条件,能够保障巷道围岩稳定及安全生产,技术经济效益显著。

不同支护方案对掘进巷道围岩控制技术研究

以某矿为研究对象,针对矩形巷道断面设计三种不同锚杆支护方案,即采用不同参数锚网索联合支护形式,方案2与方案1相比,锚索数量不同;方案3与方案2相比,锚杆排距不同,并对比分析在回采期间,三种不同支护方案对巷道顶底板及两帮围岩的变形量影响规律,结论是:方案2中顶底板、左右两帮变形量分别是190 mm、57 mm、203 mm和104 mm,相比于方案1、3变化量为最小,表明该方案锚杆支护技术设计合理。

破碎围岩巷道全锚索注浆联合支护技术实践

针对红岭煤矿掘进-445 m水平车场井底水仓局部冒顶、后期可能变形大等问题,提出了全锚索喷浆联合支护技术,根据实际条件设计具体参数。经过实践及现场监测,全锚索注浆联合支护技术能够有效地保障断层破碎带水仓巷道掘进安全及支护要求,起到了主动加固顶板的作用,有效增大了井底水仓容量,效果较好。

深井大倾角煤层巷道围岩控制技术探讨

针对长城三矿深井大倾角煤层回采巷道掘巷后出现显著非对称破坏问题,分析1905S运输巷原支护失效原因,针对深井大倾角回采巷道围岩赋存特征提出锚网索联合支护优化方案。通过顶板布置高预紧力锚索提升顶板岩层承载能力,限制顶板离层变形,同时增大帮锚杆密度提升煤体抗变形能力。现场监测数据表明:采取大倾角回采巷道锚网索联合支护技术后,有效控制巷道断面收敛量,同原支护相比巷道变形量降低了60%。研究成果可为类似深井大倾角回采巷道的掘进提供借鉴。

晋圣上孔煤业半煤岩巷支护方案与应用

晋圣上孔煤业1903工作面轨道巷为半煤岩巷,受巷道围岩非均质性影响,原支护方案下巷道变形破坏较严重。为有效控制巷道围岩,分析1903工作面轨道巷半煤岩巷支护技术与失效原因,并结合地质条件设计了锚(索)网喷联合支护方案。FLAC3D模拟和现场应用结果表明,改进后的支护方案使巷道顶底板、两帮移近量分别减少了8.69 mm、27.04 mm,锚杆(索)受力和围岩变形量均在可控范围内。

锦程煤矿21010运输顺槽支护设计及应用

为优化锦程煤矿21010运输顺槽支护方案,综合运用理论计算、数值模拟、矿压监测等手段进行探讨,确定巷道围岩稳定性类别为Ⅲ类;结合数值模拟研究确定锚网索联合支护具体参数;掘巷期间监测巷道表面变形量,成巷约30天后围岩基本稳定,顶底板、两帮移近量均小于70 mm,表面变形量在设计允许范围内,支护设计方案应用效果良好。

煤巷掘进围岩控制支护技术研究

我国煤矿掘进工作面综合机械化水平显著提高,正逐步向智能化、无人化迈进,这对巷道掘进过程中支护方案的选取提出了新的要求。以国能神东煤炭集团有限责任公司锦界煤矿(以下简称“锦界煤矿”)31414运输掘进工作面为研究对象,提出了“树脂锚杆+冷拔丝网片+锚索”联合支护技术思路;从理论分析到数值模拟验证该支护方案的技术可行性。工程应用结果表明,巷道顶板最大移近量为40 mm,两帮最大变形量为60 mm,深部位移变化最大值为16 mm,锚索受力最大值为180 kN;联合支护方案可明显增加围岩结构的完整性,保证锦界煤矿31414运输掘进期间安全,并对类似大断面巷道掘进支护方案的选择提供参考依据。

煤矿地质动力环境分析与控制研究

针对煤矿开采时随着工作面的推进其对应的矿压显现规律处于变化问题,以某矿8100工作面为例,在对其地质、煤层条件综合分析的基础上,基于数值模拟和实际测量两种方式对地质动力环境进行分析,并根据分析结果提出了围岩控制的优化方案。

综合掘进机技术在煤矿中的应用

为实现某矿巷道的快速掘进,本文在分析工作面地质条件的基础上,通过施工技术层面的理论计算优化支护参数,优化后的支护方案在100 m巷道的掘进中可节约500根锚杆的成本,缩短钻眼时间60 h;在机械配套方面采用凿岩机替代风钻,钻眼速度提升2.5倍;采用综合掘进技术后,工作面进尺每月可由原100 m提升至150 m。