深部区域破碎围岩开拓巷道控制技术研究

某矿+320m运输联络巷在掘进期间会揭露破碎围岩段,在破碎围岩段受地应力、构造应力以及破碎围岩等不利因素影响,导致运输联络巷围岩变形量整体较大、围岩支护难度高。结合+320m运输联络巷现场条件并基于让压支护原则,提出间隔使用锚网喷+锚索、钢架棚、壁后注浆支护方式,其中钢架棚支护滞后锚网喷+锚索支护7d、壁后注浆支护滞后钢架棚支护20d,通过允许围岩部分变形达到释放围岩应力、减少围岩控制难度以及提高围岩控制效果目的。现场应用后,+320m运输联络巷在破碎围岩段期间围岩变形均在允许范围内且变形量整体较小,其中顶底板、巷帮分别为57mm、66mm,表明现场采用的围岩控制技术实现了深部区域破碎围岩巷道变形有效控制,并为后续矿井其他类似条件巷道围岩控制工作开展提供了经验借鉴。

大跨度单边开口拱形支撑煤棚工程钢结构施工技术

由于大跨度单边开口钢结构支撑面积有限及自身重量的影响,其施工易产生明显的位移或偏移,这将带来局部的应力集中问题,降低结构的整体稳定性。且这种变形还会影响煤棚工程的施工顺序和施工进度,造成人力和资源的浪费。因此在施工过程中出现明显的位移或偏移时,需要设置临时支撑,组织临时支撑的施工流程并进行纠偏分析。以上海某发电厂煤棚改造工程中的大跨度拱架临时支撑为研究对象,提出了顶升高度50 mm、20 mm、1 mm的3种拱架纠偏方案,并对拱架变形、整体网架变形、施工中3区4区控制点的竖向变形、顶升过程中杆件应力进行了分析与讨论,最终建议采取顶升高度1 mm方式对拱架进行纠偏。

综采工作面切巷二次扩巷技术的成功应用

为达到综采工作面安装作业空间要求,郑新公司芦沟煤矿三五井21051综采工作面安装前,采用工字钢对棚支护,对切巷进行二次扩巷,加大支护断面,增加有限作业空间,以满足综采工作面安装安全条件,保证安装作业的安全性和实用性,具有一定的借鉴和推广价值。

泥化软岩巷道的支护优化设计

为解决采用传统U型钢支架对软岩巷道进行支护所面临的冒顶和两帮移近量增加的问题,对1201工作面基本地质条件分析的基础上,分析了传统U型钢支架支护不到位的原因,并提出了采用管棚进行超前支护和注浆加固进行强化支护的理念,并对优化后的效果进行综合评估,得到理想优化效果。

复采工作面沿空留巷架棚支护技术研究

针对复采工作面沿空留巷巷道顶板和帮部破碎及受多次动压影响的问题,提出了架棚支护的5种形式。针对不同的支护形式,对顶板和帮部的联接部分进行强度计算,提高了支架的整体稳定性和可操作性,为复采工作面沿空留巷巷道支架选型提供了思路。

开拓巷道围岩变形严重段加固技术研究

依据2采区运输大巷现场条件、围岩变形特征及巷道钻孔窥视成果等,分析巷道局部围岩变形严重的主要原因为围岩强度低且破碎、地质构造及采动压力叠加影响、原有支护方式不合理等。为此,提出通过锚注+U型钢可伸缩支架+锚杆补强方式对巷道围岩进行补强加固,具体措施为:(1)通过注浆提高围岩承载能力及强度;(2)U型钢可伸缩支架+锚杆可充分发挥被动支护及主动支护优势,给巷道围岩较大的支护作用力。结合2采区运输大巷现场情况具体给出巷道加固技术方案,现场应用后,2采区运输大巷围岩变形严重问题得以较好解决,其中监测到顶板、巷帮变形量分别稳定在76 mm、54 mm,巷道断面收敛量较小,可满足后续使用需要。

掘进巷道破碎顶板注浆与钢棚协同支护技术应用

基于韩家洼煤矿22402回风顺槽掘进期间受集中应力影响,巷道顶板出现破碎、下沉、两帮收敛等现象,分析了巷道围岩破碎机理,并根据掘进现状,提出了“注浆与钢棚协同支护技术”。通过实际应用效果来看,采取协同支护技术后,降低了破碎区围岩支护劳动作业强度及支护成本费用,避免了注浆、锚杆(索)独立支护时,钻孔施工对围岩产生的扰动影响,实测巷道在后期掘进中,顶板下沉量控制在0.14 m以下,两帮收敛量控制在0.27 m以下,取得了显著应用成效。

三软煤层综采工作面超前异型上架钢棚支护技术

针对嵩山矿2200工作面运输巷后期受采动影响剧烈,断面收缩非常明显,需多次翻修等问题,以嵩山矿2200工作面运输巷沿空留巷工程条件为背景,使用36U型钢棚替代Π型钢梁支护,再以打设锁梁锚索,在顶梁两侧各施工1根锚索(?21.6 mm×5.5 m),配合卡缆前盖进行加固顶梁,36U型钢棚支护配合锚索+锁梁锚索为主要研究点,通过现场典型工业性试验印证支护技术是否先进,支护参数是否合理,并可运用工业性试验的反馈信息进一步优化巷道支护参数,找到嵩山煤矿工作面超前段最优支护参数,以便全矿推广应用。研究减少了维修巷道工程量,减少了围岩松动圈的扩大,维修费用具体减少了385万元,减少了一个替棚茬口,为采煤工作面上、下三角区顶板的控制创造了条件。

掘进巷道应力破碎区可调节钢棚支护应用探讨

店坪煤矿3031巷掘进过应力区时,因受顶板淋水以及巷道穿层等多因素影响,导致巷道顶板破碎严重;原采用矩形钢棚加强支护效果差,钢棚变形严重。针对3031巷现场实际情况经技术论证,决定对巷道应力区采用架设可调节支护棚加强支护方案;实际应用表明,支护改进后大大提高了巷道围岩稳定性,保证了掘进施工安全,应用成效显著。

大断面巷道破碎顶板支护优化

由于巷道受施工工艺、地质构造以及采空区等集中应力影响,巷道掘进期间频繁出现顶板下沉、破碎,底板鼓起以及两帮垮落等现象,制约着巷道安全快速掘进,以隆安煤矿11303进风顺槽巷为研究对象,对巷道过应力区期间支护技术进行合理优化,提出了“永久支护优化+注浆+矩形钢棚”联合支护技术,控制了顶板变形现象,加快了巷道掘进速度。

巷道掘进过陷落柱技术研究

为确保3103运输巷安全高效掘进通过X1陷落柱,依据现场条件确定掘进及支护方案,并进行工程应用。在过陷落柱期间采用炮掘方式可更好的陷落柱破碎围岩条件并提高掘进安全系数;变更巷道断面后可避免顶板及巷帮交汇位置出现应力集中,降低顶板及巷帮变形量;采用全锚索及钢架棚支护,充分发挥主动支护及被动支护优势,实现陷落柱破碎围岩有效控制。现场应用后,巷道在陷落柱影响区内仍可保持5.0 m/d掘进速度,期间未出现冒顶、片帮等问题同时顶板始终持稳定,顶板、巷帮最大收敛量分别为95 mm、55 mm,采用的掘进及围岩支护方式实现了巷道安全高效过陷落柱。

掘进巷道过顶板破碎区安全支护优化

基于四侯煤矿3103回风顺槽过应力区时出现顶板破碎、煤帮垮落现象,造成巷道掘进后顶板出现冒漏,采用传统丝杠式临时支护效果差,支护强度低,无法对巷道全方位进行支护的问题,四侯煤矿通过技术研究,决定对应力破碎区采用一套具有挡矸护顶功能的可移式钢棚。通过实际应用效果来看,采用该支护后提高了破碎区顶板稳定性,控制了应力区围岩破碎现象,取得了显著应用成效。

管棚钢拱架锚索联合支护在大落差断层组中的应用

以顾北矿南翼(11-2)煤层回风巷过F104断层异常带巷道为工程背景,介绍了断层区域岩石裂隙发育,局部富水性较强,岩层软化膨胀变形、泥化程度高等支护特点,在掘前超前加固及掘后有效支护、充分利用和发挥围岩的自承载能力的基础上,用理论分析、数值模拟和现场试验相结合的综合研究方法,系统研究了顾北矿F104断层异常地质构造带巷道安全掘进与加固技术,结果说明了围岩经过注浆加固后裂隙得到充填,巷道围岩没有出现新的裂隙及离层现象,顺利通过断层构造带,取得工业性试验成功。

卸压支护及锚带加强支护技术在架棚支护巷道的应用

在复合顶板及压力集中区域内用工字钢架棚支护方式下,采用卸压支护及锚带加强支护技术,减轻了棚子的压力,有效地控制了棚子变形,满足了支护的要求。

斜井井筒明槽开挖转暗硐交接处掘进及支护技术

为了保障斜井明槽段开挖转暗硐掘进施工的安全,解决斜井施工过程中明槽开挖转暗硐掘进和支护难题,结合天河煤矿表土层和风化基岩段的地质条件以及以往在斜井施工的成熟经验,混合斜井明槽转暗硐交接处井筒掘进采用管棚法超前支护、"U29型钢棚+钢筋混凝土砌碹"永久支护,短掘短支同时配合超前小井降水。研究了明槽转暗硐施工过程中的明槽开挖、门脸处加固、巷道掘进及架棚支护、混凝土砌碹等技术。结果表明,混合斜井明槽转暗硐交接处井筒的支护参数、支护效果、稳定性和可靠性都达到了设计要求,满足了矿井的安全生产要求。

管棚与钢支撑在地下厂房开挖中的应用

介绍了管棚和钢支撑用于地下厂房软弱围岩开挖工程支护的结构型式、布置和工艺过程。

巷道破碎顶板支护问题分析及优化改进

基于长平煤矿43221巷掘进期间受陷落柱影响,原顶板支护失效现象严重,导致巷道顶板下沉、底板鼓起以及两帮收缩等现象,分析了原顶板支护设计主要存在的问题,并根据实际生产情况对原支护进行优化改进,提出了"桁架锚索支护+π型钢棚"联合支护技术。通过实际应用效果来看,支护优化后陷落柱应力区顶板的稳定性有所提高,取得了显著应用成效。

应力区巷道顶板联合支护技术应用分析

针对长平煤矿六盘区第一回风巷掘进过F5断层应力区时,顶板出现破碎、支护失效现象,通过分析传统锚杆(索)在应力区顶板支护时主要存在的问题,并根据实际生产情况,提出了“超前撞楔支护+工字钢棚”联合支护技术。从实际应用效果来看,采取超前撞楔支护后对巷道超前应力区围岩进行控制维护,降低了围岩超前破碎现象;采取工字钢棚支护后提高了巷道两帮煤柱支撑作用力,降低了应力对顶板垂直破坏作用,取得了显著应用成效。

掘进巷道破碎顶板支护应用

针对正明煤矿集中运输巷掘进期间受断层带影响,出现顶板破碎现象,采用传统U型钢棚支护时,钢棚支护承载强度小、变形严重,制约巷道安全快速掘进的问题,对U29型钢棚进行优化改进,采用了一套增阻抗压式U29型钢棚,并对该钢棚结构原理进行分析。通过实际应用效果来看,优化改进后的U型钢棚抗压效果好、不易变形,适用于大变形围岩中,取得显著应用成效。

“人工假顶+锚棚”联合支护在巷道冒漏区中的应用

雪坪煤矿2302运输顺槽在掘进期间,巷道顶板出现局部冒漏现象,在冒漏区采用传统的锚杆(索)支护时,不仅支护效率差、支护强度低、劳动作业强大,而且支护安全系数低,冒漏区很容易出现瓦斯积聚现象,严重制约着巷道安全高效回采。针对这一技术难题,决定对2302运输顺槽冒漏区顶板采取“人工假顶+钢棚”联合支护技术,通过实际应用效果来看,冒漏区采取联合控制技术后,提高了冒漏区顶板稳定性,取得了显著应用成效。