煤巷强帮支护理论与应用

在分析煤巷帮部破坏机制和加固机制的基础上,通过建立煤巷力学模型、分析支护力与莫尔圆的关系、研究帮部极限平衡区宽度及巷道耗能机制,提出强帮护顶概念设计,从理论方面对煤巷强帮支护理论进行论证。应用FLAC3D软件对煤巷进行模拟,详细分析巷道开挖引起的围岩力学响应情况,阐明帮锚杆对帮部强度的影响,从数值模拟角度对煤巷强帮支护理论进行论证。最后,煤巷强帮支护理论被成功应用于马兰、官地等矿山煤巷支护设计,在实践中取得良好效果。研究结果表明:(1)提高煤巷帮部支护强度,一方面可提高帮部对顶板的承载力,另一方面会减小帮部极限平衡区宽度和顶板广义跨度。(2)提高煤巷帮部结构体与顶板结构体的强度比值和刚度比值,有利于减少帮部结构体塑性铰的数量,使巷道结构体形成合理耗能机制,提高整体稳定性。(3)针对帮部比顶板岩体强度低的巷道,采用强帮护顶概念设计形成强帮护顶良性作用机制与合理耗能机制,以保证巷道的安全性。(4)增加煤巷帮锚杆直径、长度或增大帮锚杆布置密度,可达到有效控制围岩变形、减少极限平衡区的效果。(5)数值模拟与现场应用均表明,提高煤巷帮部的强度可以提高巷道的整体稳定性,煤巷强帮支护理论在工程实践中具有良好的适用性。

高应力强膨胀多裂隙软岩巷道锚网喷注支护

高应力强膨胀多裂隙软岩巷道的支护问题一直是困扰恩洪矿区煤矿企业的难题。本文分析了恩洪煤矿二号井1800m轨道运输大巷围岩变形机理,对巷道变形情况进行了监测,掌握了高应力强膨胀多裂隙软岩巷道的压力特点和围岩变形规律。通过计算确定了高应力强膨胀多裂隙软岩巷道高性能锚网喷注支护参数,并不断根据施工现场情况调整支护参数,取得了较好的支护效果。

深部高应力软岩巷道围岩控制技术研究

针对车集煤矿深部巷道特变形大、难维护等特点,采用理论分析、数值模拟和工业试验等综合手段,研究了深部高应力软岩巷道围岩控制技术,以原有巷道破坏现状为基础,分析了全断面分阶段支让协同控制技术体系,主要包括高应力大变形巷道初次强支让压技术、高应力巷道底板卸压技术、巷道二次强支强注稳定成巷技术,并进行了工业试验。研究得出,该技术具有明显的技术经济及社会效益,可进一步深化研究和推广应用。

巷道中锚杆支护技术的对比分析研究

以某矿为研究对象,对巷道进行初步锚杆支护设计后,发现巷道两帮和角部的位移变形量均比较大。基于此,引入强帮强角锚杆支护设计方案,并对支护后的巷道位移进行监测,结果表明:通过增大锚杆的长度和直径,同时将帮部最上排锚杆倾斜一定角度,不仅可实现强帮达到强顶的支护效果,且改善了围岩的应力状态,控制了巷道的变形,保证了巷道的安全性。