Study on Repairing Permanent Transportation Roadway in Deep Mining by Bolt-Shotcrete and Mesh Supporting

The roadway support in many places of Jiulongkou Colliery, Fengfeng Mining Bureau, such as in the Permanent transportation roadway, was failed or locally caved, which seriously affected the colliery’s coal production performance and safety. Based on analysis of supporting objects for roadway repairing, this paper proposes the supporting parameters and condruction technics. The industrial ted of 70m long roadway repairing shows that the proposed parameters and technics of bolt shotcrete and mesh support for roadway repairing are reasouable, bring good technical and economic results for the colliery, and the repairing is successful.

Principles and methods of rock support for rockburst control

This paper presents the principles of rock support for rockburst control and three rockburst support systems used in deep metal mines.Before the principles of rock support are presented,rock fracture related to strain burst is first discussed with the help of photos taken on site,and the energy sources and transformations during bursting are illustrated through conceptual models.Surface parallel extension fracture usually occurs in the ejected and surrounding rocks in a strain burst event,while the ejected rock in a fault-slip rockburst is often already pre-fractured before the event.There must be excessive release energy available for rock ejection.The excessive release energy comes from both the ejected rock itself and the surrounding rock.To prevent rock ejection in a rockburst,the support system must be able to dissipate the excessive release energy.All support devices in a support system for rockburst control must be able to dissipate energy,be firmly linked,and be compatible in deformability.A support system for rockburst control comprises surface-retaining devices and yield rockbolts as well as yield cablebolts when needed.Laying mesh on the top of shotcrete liner is a good practice to enhance the surfaceretaining capacity of the support system.Energy-absorbing yield rockbolts dissipate energy either by stretching of the bolt shank or by sliding of the inner anchor in the borehole.Mesh,mesh strap and shotcrete are the surface-retaining devices widely used in the current rock support systems.The three types of rock support used for rockburst control at present are soft support system using Split Set bolts,hybrid support system using rebar and two-point anchored yield bolts,and entirely yieldable support system using strong yield bolts.

Engineering study on roadway support in high-stress composite soft rock

The present study is focused on the roadway support in high stress composite soft rock. This paper expounds the two main features of roadway in soft rock, i.e., great deformation of surrounding rock and remarkable rheological deformation. Furthermore, on the basis of analyzing physico chemical component of surrounding rock and the situation of the damaged roadway, the method of adopting strong bolting and shotcreting mesh for the primary support, bolting and grouting for the secondary support is put forward in light of the on the spot investigation of stress tension, mechanical parameter and engineering geology. The application reveals the method facilitates the continuation of west main roadway and the restoration of shaft station and chambers. Consequently, better techno economic results have been achieved.

Rock Mass Characterization and Support Design for Underground Additional Surge Pool Cavern—A Case Study, India

For better rock mass characterization and support design, 3D engineering geological mapping was carried for the heading portion of the under construction 200.00 m long, 68.75 m high and 20.20 m wide underground additional surge pool cavern of a Pranahitha-Chevella Sujala Sravanthi lift irrigation scheme package 8, India. To study cavern behavior, 3D geologic mapping of heading portion is very important for large cavern for predicting geologic conditions in benching down up to invert level, planning support system, selecting inclination for best location of supplemental rock bolt and choosing strategic locations for various types of instrumentation. The assessment of Tunnel Quality Index “Q” and Geomechanics classification for the granitic rock mass was done based on the information available of the rock joints and their nature and 3D geological logging. Hoek-Brown parameters were also determined by the statistical analysis of the results of a set of triaxial tests on core samples. On basis of geological characteristics and NMT Q-system chart, support system is recommended which includes rock bolt, steel fibre reinforced shotcrete and grouting. To evaluate the efficacy of the proposed support system, the capacity of support system is determined.

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。

矿山法隧道初期支护中栓钉型钢与喷射混凝土界面黏结滑移本构模型与试验研究

[目的]为探明矿山法隧道初期支护中栓钉型钢与喷射混凝土界面黏结滑移本构关系。[方法]以栓钉长度、直径和布置形式为变化参数,设置4组不同工况,进行腹板带栓钉的型钢-喷射混凝土短柱推出试验,分析其破坏模式、荷载-滑移特性和承载力等。[结果及结论]栓钉试件的破坏模式受栓钉数量和强度影响,分为拉裂破坏和胀裂破坏两类;典型的平均黏结强度-相对滑移曲线可分为无滑移段、曲线上升段、曲线下降段和水平残余段;室内试验证明栓钉直径和布置形式是影响承载能力的主要因素;根据受力机制建立带栓钉的型钢与喷射混凝土界面的黏结滑移本构模型,并经室内试验和数值模拟双重验证,表明提出的黏结滑移本构模型精度较高。研究结果可为矿山法隧道型钢与喷射混凝土支护结构设计提供理论支持。

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。

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。

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。

基于松动圈支护理论的缝管式锚网喷支护技术在马坑铁矿的应用

缝管式锚杆施工工艺简单、效率高,在受爆破振动影响下,具有随着围岩发生变形愈加显著,缝管式锚杆锚固力增大愈加明显的特点,在矿山巷道支护中被广泛使用。为避免缝管式锚杆与岩体一并发生垮塌,影响矿山安全,马坑铁矿基于松动圈支护理论,通过锚杆悬吊理论计算得出合理的缝管式锚杆长度、网度等,最终确定缝管式锚网喷支护技术适用范围,并在马坑铁矿井下巷道得到广泛使用。该缝管式锚网喷支护技术的应用,保证了井下矿山巷道在生产过程中的安全及稳定。

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。

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。

矿井开拓工艺的优化设计与应用

在矿井开拓中,支护作业在掘进过程中起至关重要的作用。针对传统工艺使用金属网和工艺锚杆进行布置无法贴合岩壁,造成锚杆力低、对周围岩石无法发挥牢固作用的问题,提出采用锚喷全岩开拓巷道的方法,具体阐述多锚喷支护工艺技术,并在某矿井中进行实际应用。结果表明,采用新的支护工艺,支护质量明显提升,巷道围岩变形程度降低了58%,有效防止喷浆层受压力形变或年久开裂的情况,降低支护成本。

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。

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。

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。

深部软岩巷道耦合支护优化设计及应用

针对旗山矿-1000m水平北翼轨道联络大巷的具体工程地质条件,分析了巷道变形、破坏状况及其原因,提出了该巷道工程支护备选方案。在此基础上,对几种备选方案用数值模拟进行了优化选择和耦合设计,提出了锚喷网索+底角锚杆+注浆的支护方案。现场施工监测结果表明,该设计方案可有效控制该类巷道围岩的稳定。

金川镍矿不良岩层巷道变形与支护研究

金川镍矿是我国最大的地下有色金属矿山,该矿具有地应力高、围岩破碎的特点,巷道支护是金川镍矿面临的一个严峻的问题。介绍了金川镍矿围岩的工程地质分类、地应力的分布规律和不良岩层围岩的基本特征,总结了金川镍矿不良岩层巷道的变形破坏规律,评价了过去该矿所用的各种巷道支护方式,并介绍了金川镍矿不良岩层巷道支护的新方法:采用强力喷锚网支护作为一次支护,尽快的提供支撑抗力,有效的阻止围岩松散,并在有制约的条件下,容许围岩变形缓慢发展,使围岩应力得到一定释放。二次支护采用锚注式支护方式,使浆液注入岩体裂隙,配合喷锚支护,可以形成多层组合拱结构,扩大了支护结构的有效承载范围,改变了围岩的松散结构,提高了支护结构的整体性和承载能力。在局部围岩不稳固地段,采取喷锚网支护、网钢构架支护、U型钢拱架支护及现浇钢筋混凝土支护等措施,进一步提高支护强度,避免巷道的变形破坏。目前,这一新的支护方法已经在金川镍矿逐步推广应用。

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。