破碎围岩巷道锚注支护参数优化及应用

针对新河矿业730采区南部轨胶联络巷围岩松散破碎、变形严重情况,利用Comsol Multiphysics有限元分析软件探讨了不同注浆参数对浆液扩散的影响;并在此基础上,研究不同注浆锚索布置形式对注浆效果的影响。结果表明:浆液扩散半径会随着注浆压力增大、注浆时间延长而逐渐增大,每增大1 MPa注浆压力浆液扩散半径平均增长率为30.95%,每延长1 min注浆时间,浆液扩散半径平均增长率为25.67%;注浆锚索的布置形式决定了注浆加固圈的范围,当采用“六边形”布置方式时,其注浆加固圈范围相对较大,且顶板两侧不会出现漏浆的情况。基于数值模拟结果,确定了新河矿业南部轨胶联络巷锚注支护的注浆压力为4 MPa、注浆时间为8 min,注浆锚索布置方案为“六边形”式。工程应用表明:优化后的注浆参数有效地控制了巷道围岩的变形与破坏,取得了良好的工程效果,同时也为此类巷道的注浆加固提供了有效依据。

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。

新城金矿破碎岩体巷道涨壳端锚中空注浆锚索支护试验

针对现有水泥注浆锚索施工工艺复杂、养护前期承载力差,无法在支护初期提供预紧力问题,选用涨壳端锚中空注浆锚索对新城金矿深部破碎围岩巷道进行加固支护。为验证该支护方法的支护能力和效果,分别在新城金矿9-3中段下盘运输巷和9-8中段斜坡道上坡段进行井下工业试验。试验结果表明,涨壳端锚中空注浆锚索锚固力在310 kN左右,并可在安装张拉后立即承载预定预紧力,支护效果优于传统注浆锚索。

超前注浆加固技术在掘进工作面过破碎带中的应用

G煤矿在回采工作面5521-10回风巷掘进期间,受到褶曲、断层等地质构造及煤层赋存条件的影响,构造前后形成集中应力区,煤岩体处于松软破碎状态,原有锚网支护方式无法有效满足巷道围岩控制要求,巷道掘进期间易发生漏顶造成灾害。针对上述问题,结合掘进工作面实际情况,提出了解决思路,决定采用尤卡尼加固剂进行巷道煤岩体超前注浆加固的技术措施,并设计了相应的技术参数,注浆加固后使破碎煤岩体力学性质得到了有效改善;注浆加固技术方案实施后,选择合理的支护参数对巷道进行有效支护,并对巷道进行离层变形监测、锚杆锚索受力特征现场测试,其结果验证了该技术的合理性。

龙泉煤矿大断面留顶煤回风巷道支护技术探讨

针对龙泉煤矿4号煤层4110回风巷大断面巷道布置及巷道支护问题,采用理论分析、数值模拟、井下试验等手段,对比分析大断面煤巷与以往小断面巷道围岩应力分布、破坏规律,探讨大断面留顶煤巷道围岩稳定性、围岩变形与破坏特征,并针对性优化大断面巷道支护方案。通过井下试验,验证优化后的巷道支护方案满足现场安全生产的需要,具有推广价值。

近距离下煤层中空注浆锚索注浆前后周边剪应力作用机理

为解决近距离下煤层破碎巷道围岩难以控制的问题,基于理论分析和数值模拟研究中空注浆锚索注浆前后对破碎围岩的控制效果,即注浆前后中空注浆锚索与围岩的周边剪应力作用机理。结果表明:注浆前锚固段符合粘弹性本构模型,剪应力曲线呈现线性增加到非线性下降再到稳定的单峰值,注浆后巷道周围预应力场沿锚索形成一个渐变式的整体,使巷道围岩应力场重新分布,剪应力强度随之降低,应力曲线转变二次线性快速增加到非线性快速下降再到稳定的双峰值曲线,有效提高破碎围岩和软岩巷道的抗剪强度。

注浆锚索在综采工作面超前支护中的应用研究

霍州煤电木瓜矿为提高综采工作面回采巷道围岩有效控制,提出将注浆锚索应用到回采巷道超前支护中,并以该矿10-206工作面辅运顺槽为研究对象,对注浆锚索布置方案及现场应用效果等进行分析。现场应用后,10-206工作面辅运顺槽超前支护段围岩变形量较小、顶板始终保持稳定,同时取消超前单体支柱后,工作人员劳动强度明显降低,巷道运输及通风断面明显增大,为采面煤炭高效开采创造相对良好条件,同时也为矿井地质条件相类似注浆锚索的应用提供参考与借鉴。

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。

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。

运输顺槽注浆支护及效果分析

基于工作面运输顺槽围岩渗漏、顶板冒落问题,通过分析围岩力学性能及裂隙构造,结合注浆加固技术对运输顺槽进行二次加固。经过现场监测,发现注浆效果较好,60d监测周期巷道顶底板及两帮移近量仅为15cm、20cm,控制效果明显。

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.

残煤复采回采巷道变形机理及支护研究

以白沟煤矿3号煤层残煤复采的实际情况为研究背景,对巷道围岩变形破坏情况进行了理论分析和数值模拟,并从岩土破损力学角度分析了破碎巷道围岩变形破坏机理,通过采用“注浆+锚(索)网”的支护方式,有效控制了残煤复采时破碎回采巷道围岩的变形量。

注浆锚索超前支护技术的应用研究

针对北轨道巷1巷工作面巷道围岩稳定性差,易出现片帮冒顶现象,存在安全生产隐患大的问题,为有效解决上述问题,基于北轨道巷1巷工作面巷道工程地质概况,通过进行现场调研与工业性试验,结合岩石力学特性,分析了工作面超前影响区域内的巷道围岩变形特性,提出了可应用注浆锚索进行超前支护的支护策略,设计了支护方案,注浆工艺流程,并分析了应用效果,经应用注浆锚索来超前支护北轨道巷1巷工作面后,该巷道两帮移近量及顶板下沉量分别减小了57.1%、60.4%,同时巷道底鼓量也减小了77.2%,达到了较好的支护效果,有效控制了巷道围岩变形,更好地保障了工作面安全生产,该研究可为类似工况下巷道的超前支护提供参考。

新型矿用中空注浆锚索的设计与研究

为了解决松软煤层回采巷道的支护问题、控制松散岩层的稳定性,设计了一种新型矿用中空注浆锚索。从注浆锚固的功能出发,详细设计了注浆锚索的各部分结构和尺寸,通过拉力试验得出注浆锚索的各项力学参数,并阐述了注浆锚索在施工过程中的注意要点。通过现场使用效果对比得出:该注浆锚索的支护形式不仅减小围岩变形量,保证顶板的稳定性,减少了工人支护作业的劳动强度,而且实现了锚注一体,提高了作业效率,节约了松软岩层的支护成本。

注浆锚索式超前支护方案与参数设计

为解决当前单体液压支护体系超前支护所存在的支护效率低、劳动强度大的问题,以305工作面为例在对其现场条件分析的基础上提出了注浆锚索式超前支护,并通过数值模拟仿真分析确定了注浆锚索的最佳布置方案和注浆操作参数,最后基于实际生产验证了锚索注浆超前支护的应用效果。

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。

断层破碎带巷道变形分析与优化支护设计

断层是煤矿开采过程中常见的地质构造之一,受断层破碎带影响的巷道稳定性差、变形严重。通过对青云煤矿020202工作面运输顺槽YF1断层破碎带的变形特征进行分析,探讨了该断层带裂隙发育的情况,可以得知,其由于少量渗水导致了断层带泥化、承载力下降,从而造成了巷道变形。针对该情况,优化了支护设计,在巷道底板增加了注浆锚索,提高了巷道围岩的承载力和稳定性,不仅保证了工作面的安全生产,而且为后续巷道过断层提供了技术参考。

构造应力下软岩巷道围岩变形控制技术研究

针对黑龙煤业12采区总回风巷在构造应力影响下易发生变形破坏,原有支护方式失效的问题,通过理论分析和数值模拟等多种方法进行巷道围岩变形控制技术分析研究,确定巷道围岩变形机理,针对不同围岩破坏程度,在原支护方案的基础上设计分类支护方案,即针对顶板严重破坏区域使用注浆锚索加固,顶板轻微破坏区域施加补强锚索支护,通过垂直应力和位移场多阶段模拟,验证了优化方案能够有效改善巷道应力状态,控制巷道围岩变形程度,提高支护区域的稳定性,降低矿井支护成本,减少巷道返修周期,保证了工作面的安全高效生产。

庞庞塔煤矿注浆锚索巷道超前支护优化研究

针对庞庞塔煤矿9-301综放工作面回采巷道超前段变形量大,维护困难的问题,考虑采用注浆锚索代替传统单体进行超前支护,采用Comsol数值模拟软件去顶出合理注浆锚索参数为:注浆压力为4 MPa,注浆时间为400~800 s,注浆锚索间距为2.5 m,排距为2 m。现场观测结果表明,超前段巷道的顶板累计下沉量控制在400 mm以内,围岩稳定性较好,保证了工作面的安全高生产。

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。