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.

Bolt Supporting of Large-Span Soft Rock Roadway in Shaqu Colliery

The instability of trapezoidal Ⅰ-steel support is analysed for the compound roof of main coal seam in Shaqu Colliery, and the mechanism of bolt supporting is studied. A scheme of bolt supporting has been given and put into practice, remarkable technical and economic benefits have been got.

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。

韩城矿区破碎围岩巷道注浆锚索加固机理研究

以陕西韩城桑树坪矿3315运输巷道为研究背景,通过对注浆锚索破碎围岩巷道加固作用的研究,揭示了注浆锚索的加固机理,提出了软弱煤层巷道支护设计的原则,并进一步优化支护方案,通过采用高强度锚索对围岩进行加固,提升围岩的整体稳定性,达到有效防止围岩变形和损伤的效果。根据监测结果得出,加固后巷道顶板下沉量由原支护方式的帮部收敛量平均为32.7 mm,顶板的平均下沉量为28.6 mm,围岩的平均变形量仅为原支护方案的15.6%,顶板变形稳定后,巷道顶板离层量较小,围岩稳定后平均深基点位移仅为原支护方案的55%。说明优化后的支护方案能够很好控制巷道的围岩变形,有效控制了锚固区范围内围岩的离层,减小了顶板弯曲沉降,增强了顶板的稳定性,该方案可有效控制围岩变形。研究为软弱煤层巷道的支护设计提供了重要的理论依据和工程经验,并为软弱煤层巷道支护提供借鉴和指导。

煤矿爆破切顶卸压沿空留巷开采技术应用

该文以某煤矿的回采工作面为例,探究爆破切顶卸压沿空留巷开采技术的应用策略。采用双向聚能爆破技术进行顶板预裂,通过合理设计切顶高度、切顶角度以及炮孔间距等关键参数,提高爆破预裂效果,保证巷道围岩的稳定性。在完成爆破后进行煤层开采,使用锚索支护和U型钢支护,提高巷内支护效果;使用工字钢和U型钢档矸支护,防止矸石对围岩的侧向冲击,为煤矿安全作业创造有利环境。

复合顶板回采巷道稳定控制技术研究

复合顶板岩层各层之间容易产生不同的变形,导致黏结力变小,在实际生产中易出现离层破坏。通过使用锚杆(索)进行支护,可以改变围岩力学状态,有效控制围岩变形。以山西省四侯矿为研究背景,采用理论分析、数值模拟、现场监测等方法研究了复合顶板回采巷道稳定控制技术。对比锚杆应力变化曲线可知,所选用的支护方式可以有效控制围岩变形;对回风顺槽动压条件下锚固支护现状进行评价,便于优化支护方案,并为下区段工作面进、回风顺槽支护方案设计提供理论依据。

软岩硐室锚网(索)喷联合支护工艺研究与应用

软岩条件一直是影响矿山巷道稳定的主要因素,对于软岩条件下施工的井下大型硐室,其支护稳定问题尤为重要。针对烂泥沟金矿井下软岩岩体稳固性差、支护体稳定性差、巷道变形大、返修率高的问题,依据软岩围岩变形特征和支护原理分析,结合烂泥沟金矿井下围岩条件变化特征,进行了锚网索喷联合支护工艺的研究与实践。研究实践发现,烂泥沟金矿软岩围岩暴露后及时地进行喷浆封闭处理,能够有效阻止岩块的位移,随后锚网支护加强岩体荷载承受力,待围岩充分释放变形能后,采取加强支护手段可有效控制围岩变形。监测结果表明,该支护方案取得了良好的支护效果,有效地将两帮及顶板岩移控制在允许范围。

破碎复合型顶板巷道支护参数优化与围岩控制方法

针对工作面复合型顶板巷道破碎围岩的变形问题,采取理论分析、数值模拟以及现场监测的综合方法,在优化现有巷道支护参数的基础上,提出了一种“高强度螺纹钢锚杆+预应力锚索+恒阻大变形锚索+钢筋梯子梁”的综合支护方法。数值模拟结果表明,该方法可以在巷道支护区域形成一定范围的卸压区,显著减少围岩的变形量,以确保巷道的稳定性。工程实践表明,基于该方法设计的余吾煤业N1103胶带顺槽支护方案,巷道顶底板最大移近量78 mm,两帮最大移近量限102 mm,有效地控制了巷道围岩变形。该方法为工作面在类似条件下实现安全和高效的回采提供了可能,也为类似条件下的矿山巷道围岩控制提供了有价值的参考和指导。

浅埋厚硬顶板煤层巷道围岩支护参数优化

为保证煤炭安全高效绿色开采,避免优质顶板条件下巷道的过度支护问题,以山西某煤矿为研究对象,采用理论分析、实验室试验、数值模拟同工程实践相结合的方法,分析获得了浅埋煤层厚硬顶板围岩力学参数及岩体特征,基于自然平衡拱理论重新设计了4种15#煤层一采区辅运巷道支护方案,并利用有限元数值模拟软件对原方案与其他支护方案在采动影响下巷道围岩变形量、应力分布规律、塑性区发育范围进行了对比分析。研究结果表明:使用优化方案后,围岩应力积聚处于可控范围内,顶板最大下沉量65.19 mm,底鼓量30.39 mm,帮鼓量174.59 mm,每百米节省锚杆(索)量23.08%,巷道掘进速度显著提高。

破碎顶板下回采巷道超前支护参数优化研究

为解决三交河矿10-205工作面正巷破碎顶板下超前支护区巷道变形大,劳动强度高等问题,开展了超前支护优化研究。通过现场实测和室内试验,获得煤岩力学参数,采用注浆锚索代替部分单体支柱,设计了3种排距超前支护优化方案。通过FLAC3D分析不同方案下巷道位移应力分布规律。最后在10-205正巷进行了现场试验,结果表明:注浆锚索优化方案下,超前30 m范围内单体立柱排距由0.8 m增加至1.6 m,减少16排立柱,显著减少了单体支柱数量,降低了劳动强度,增加了作业空间,为类似工况下回采巷道超前支护提供了借鉴。

锚索支护密度影响下煤矿巷道稳定性分析

根据银洞沟矿11采区行人下山的实际工程概况,建立了考虑围岩峰后力学参数随塑性剪切应变呈多段线性函数演化的数值模型。结合顶底板竖向位移、锚索轴力以及塑性区的分布演化情况,研究了锚索支护密度对巷道稳定性的影响。结果如下:(1)巷道顶板位移随计算时步的增加呈先减速下沉而后趋于平稳的变化趋势,底板位移随计算时步的增加呈先减速上升而后趋于平稳的变化趋势。(2)模型竖向位移场显示,随支护密度的增加,模型顶板下沉及底板上升最大位移均呈逐渐降低趋势。模型竖向应力场显示,随支护密度的增加,模型最大竖向应力呈增加趋势。围岩应力降低区与顶板围岩松动变形区范围基本一致,也随支护密度的增加而减小。(3)随着支护密度的增加,塑性剪切应变大于0.2、0.1及0.05的单元数均呈降低趋势。

破碎顶板巷道围岩支护技术研究

山西某矿11302运输联巷受顶板岩体承载能力差、破碎等因素影响,围岩控制难度较高.结合现场条件对围岩变形控制中面临问题进行分析、提出控制策略,具体采用超前注浆方式提高顶板破碎岩体稳定性、承载能力,后通过锚网索方式控制围岩变形;对顶板注浆参数及锚杆索布置参数等进行详细设计.现场应用后,锚杆索锚固端稳定,监测锚杆、锚索锚固力分别在100 kN、150 kN以上;11302运输联巷围岩变形大问题得以较好控制,顶底板、巷帮变形量分别控制在59 mm、68 mm以内.

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。

新疆某矿复合顶板工作面开切眼支护技术

有效控制切眼围岩变形是实现采面煤炭高效回采的基础,当切眼顶板为复合顶板时,则容易出现离层量大、变形严重的情况,甚至出现冒顶事故。以新疆某矿I010206采煤工作面切眼掘进为工程背景,针对切眼顶板为泥岩、灰岩等软硬岩交互组成的复合顶板,同时顶板存在裂隙发育、承载能力差、局部有空洞等情况,采用二次成巷方式,完成大跨度切眼掘进,综合使用顶板注浆、锚网索支护、喷浆、单体补强方式,实现切眼围岩变形控制,并给出具体支护方案。工程应用后,I010206采煤工作面切眼围岩变形量较小,后续设备安装期间,切眼围岩始终保持稳定,实现了复合顶板切眼围岩变形的有效控制。

赵庄煤业深部复合顶板巷道锚索破坏机理探讨

针对赵庄煤业深部煤层采动过程中巷道锚索支护问题,通过现场调研、理论分析、数值模拟,总结赵庄煤业井下锚索失效类型,推导巷道顶板层理面剪切应力分布表达式,分析赵庄煤业深部层状顶板巷道锚索在不同顶板岩层厚度、不同顶板层理面数量、不同锚索预紧力大小、不同锚索安装角度、不同层理面位置等情况下锚索水平变形量和顶板下沉量。结果表明:①赵庄煤业深埋巷道锚索破断主要集中在煤柱采空区侧顶板以及中部顶板;②巷道复合岩层顶板层理面上的剪切应力呈现不均匀分布状态;③发生在锁具附近的破断为锁体与锚具之间的刚性剪切所致,发生在锚索中部的破断是由于层状复合顶板各层理相互之间的错动对锚索的柔性剪切所致。

煤柱下方巷道变形失稳规律分析及控制

为解决煤柱下方回采巷道在实际开采中变形严重以及围岩破坏的问题,在对现场条件及支护现状分析的基础上,对当前支护状态下回采巷道的失稳特征进行综合;提出了对回采巷道补强加固支护的方案,并对方案进行详细设计;最后,通过实践生产验证了补强加固卸压方案应用后对围岩的控制效果。

复合顶板巷道支护技术研究

某矿91105回风巷掘进区域顶板为松软复合顶板,巷道在地应力、围岩强度低以及采掘扰动等多因素影响下出现变形量大问题,原有的锚杆锚网支护方式难以满足围岩控制需要。因此,结合91105回风巷现场地质条件,提出采用全断面高预紧力锚索方式支护围岩,充分发挥锚索悬吊能力提升围岩自身稳定性,并具体给出围岩支护参数。现场应用后,91105回风巷围岩变形量大问题得以较好解决,巷道在使用期间基本不需要修整,现场取得较好围岩支护效果。

沙曲二矿顶板注浆锚索支护与单元支架支护设计及应用

结合沙曲二矿的地质条件及工作面条件,通过现场调研,设计了沙曲二矿5号煤层5302工作面110工法中空注浆锚索支护与单元支架临时支护,并进行实践。现场应用结果表明,切顶卸压后采取注浆锚索支护与单元支架的临时支护技术,在距切眼0~200 m内,顶底板移近量及巷道两帮移近量逐渐减小,趋于稳定。顶板总体下沉量不大,底鼓量较大。留巷段前200 m两帮移近增量逐渐变小,巷道逐步进入稳定阶段,满足留巷要求,验证了本文提出的支护技术的可靠性。

德顺煤业复合顶板巷道围岩控制技术研究

为解决矿井开采顶板支护难、支护效果不佳等问题,基于山西焦煤西山煤电德顺煤业11106工作面复合顶板岩层及锚杆锚索支护情况,利用FLAC3D数值模拟软件,建立复合顶板岩层及锚杆支护模型,模拟给锚杆施加不同预紧力,探究复合顶板岩层强度、稳定性、完整性情况,模拟结果表明:高预应力锚杆支护作用较强,增强了围岩的自承载能力。基于模拟结果,采取长短锚索支护方式对11106工作面顶板进行支护,监测发现顶板稳定性较好,现场实践取得了良好效果。

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。