高应力放顶煤工作面回风巷锚杆支护参数优化设计研究

阳泉市上社二景煤炭有限责任公司15202工作面回风巷为大断面超高巷道,巷道两帮煤体应力较大,巷道围岩的失稳破坏风险较大,对煤岩物理力学性质进行测试,通过模拟对锚杆支护参数进行优化,确定支护方案,对改善支护效果,确保矿井安全高效生有着重要的意义。     

煤矿深层开采锚网支护的施工与应用

根据巷道围岩地质力学参数,如围岩力学性质、围岩裂隙发育程度、地应力大小和方向等,按地质力学评估方法来确定岩体基本情况,通过数值模拟分析,来确定对锚杆支护的各种主要影响因素。本文主要分析煤矿深层开采锚网支护的施工与应用。     

软岩巷道支护技术研究

锚注支护技术是维护软岩巷道围岩稳定的一种有效方式,支护时机的选择对巷道支护效果具有很大的影响。根据对破裂软岩注浆加固后的力学特性分析,巷道围岩变形表现出"先减小、后增大"的趋势。据此,提出了一种综合运用数值模拟优化和现场监测确定巷道最佳锚注支护时机的方法,并应用于工程实践,取得了良好的效果。研究成果对软岩巷道锚注支护施工和设计具有指导意义。     

多种动力灾害预测预报方法在腾晖煤业的成功应用

根据腾晖煤业大采高工作面掘进回采过程中巷道片帮、顶板离层有响动、支护强度加大等特殊情况,矿井开展了多种动力灾害监测预测预报工作的实施。因造成腾晖煤业矿井动力现象的危险源有多重因素,我们通过采用条件判定、钻屑验证、物理监测及围岩监测监控等办法,对腾晖煤业2-202工作面掘进、回采期间煤岩物理力学特征、开采技术条件等进行测定和详细分析,并以此制定相应的预测和防治方法,通过多种方法的成功应用实现了是矿井顶板围岩安全开采,并且也为矿井其他采区及集团公司类似条件的矿井提供有益借鉴技术和方法,取得了较好的社会和经济效益。     

煤巷快速掘进巷道围岩力学特征研究

煤体的强度一般小于岩体,煤巷在掘进过程中与岩巷围岩的力学特征不同,尤其是煤巷快速掘进时。为获得煤巷快速掘进时巷道围岩的力学特征,采用数值模拟的方法,建立了三维计算模型,研究了煤巷掘进过程中围岩的力学特征,研究成果将为煤巷的支护提供一定依据。     

深井围岩稳定性预测及巷道支护技术研究

根据某矿开采技术条件及覆岩空间结构特点,采用FLAC3D数值模拟模拟软件,对7191工作面巷道的围岩稳定性特征,包括围岩应力分布特征,周边破坏区域发育形态和周边的位移特进行了分析,根据模拟计算结果修正了原来的支护形式及支护参数,达到了巷道稳定效果,该技术对类似矿井有一定的借鉴意义。     

深部井巷道受力变形研究

位于淮南矿区的朱集西煤矿井深1000m,-962m水平巷道围岩变形就越来越明显,巷道变形机理复杂,对支护方式的选择带来极大的困难。矿井巷道围岩表现出的明显的大变形对安全生产效益带来挑战。从理论和实际经验来说,解决朱集西煤的技术难题及矿井建设的迫切问题就是解决深部高应力、软岩巷道支护问题。本文在参考大量文献的基础上,以朱集西矿深部巷道为背景,运用理论分析、数值模拟和现场实测相结合的研究方法,对深部矿井巷道围岩的力学形态和变形机理进行了系统的分析和研究。通过长期的巷道变形的观测,并利用大型有限差分数值计算软件FLAC3D建立了朱集西煤矿深部巷道的数值模型,计算分析深部矿井巷道围岩位移场、应力场,分析了深部矿井巷道围岩变形破坏的特点。论文利用FLAC3D工程模拟软件,模拟巷道顶底板不同岩性情况的力学特征和变形机理,得出了巷道的破坏的原因,提出巷道的支护改进方式。     

深井巷道围岩特征与支护

我国煤炭行业经过几十年的蓬勃发展,大部分矿井的煤炭开采开始由浅部向深部延伸,深部围岩物理力学性质和巷道矿压显现特征较浅部相比都发生了很大变化,围岩应力升高,巷道变形增大,深部巷道支护问题复杂严重,很多浅部适用的支护方式已无法满足高应力巷道围岩的深部。针对此类问题本文提出了一些常用的深井支护技术。     

煤矿巷道围岩力学性能测定研究

本研究以东保卫煤矿为对象,利用实验方法对围岩力学性质进行测试和分析,获得了东保卫煤矿78层、41层和36层的顶底板按岩层层位的力学参数,为解决煤矿巷道围岩支护设计提供初始的基础参数。实验结果表明:粉砂岩岩石强度均值为49.93MPa;粗砂岩强度均值为61.72 MPa~74.8MPa;中砂岩岩石强度均值为43.67MPa。粗砂岩的岩样较多,粉砂岩与中砂岩强度接近,相比之下,粗砂岩强度较高。根据岩石的强度试验结果可以看出,东保卫煤矿巷道围岩的岩石强度性能较好,对巷道围岩的稳定十分有利。     

深井软岩巷道支护研究

为了验证支护技术的合理性,利用COMSOL有限元数值模拟软件进行了不同支护条件下的数值模拟计算,分析不同支护条件下巷道围岩以及支护体应力—应变特征,从而论证了"锚网索喷+U型钢可伸缩性支架"联合支护技术对于深部软岩巷道稳定性控制具有良好的效果,也大大降低了深井软岩巷道在返修及支护的费用。     

锚杆支护作用下的围岩应力变化

我国煤巷的主要支护方式是锚杆支护,关于锚杆支护选择及设计上存在多种方法,在此针对矿井采用的双巷布置情况,在确定支护参数的前提条件下,采用FLAC2D数值模拟对巷道中围岩应力的变化和围岩的稳定性展开研究,研究的内容包括巷道开掘后有无锚杆支护的围岩应力变化及锚杆间距变化对围岩应力的影响。     

合理优化支护设计在深井开采巷道围岩控制技术的应用

东海矿现处在深井开采阶段,工作面回采阶段巷道矿压显现异常剧烈,巷道收缩变形量大,在矿压观测基础上,通过理论分析和研究,优化巷道支护参数,提高支护强度,对先期回采巷道锚网索支护进行了优化设计,控制了巷道围岩大的收缩变形,保证了矿井的安全生产。     

荣华矿软岩支护设计

针对荣华煤矿东主运输巷道软岩支护问题,系统的论述了软岩的特征及其力学属性,软岩巷道破坏的特点,围岩变形的影响因素,软岩巷道的支护原则及其巷道的维护方法等。从软岩巷道承载机理出发,分析了软岩巷道支护与围岩相互作用机理,为软岩巷道围岩及支护变形控制分析和数值计算奠定了理论基础。     

地下洞室围岩稳定性和预测变形研究

为了解决地下洞室开挖支护过程中,围岩变形及围岩失稳的问题,本文以铁法矿区晓明矿采矿巷道为研究对象,坚持理论联系实际原则,采用理论分析,数值模拟,现场实验相结合的手段,对晓明矿北二采区回风上山巷道进行了数值模拟研究。结果表明：只要选择准确的参数,采用合理的方法,就可以对地下洞室开挖及支护后,围岩的变形及其稳定性的问题作出准确的预测,为将来的施工设计提供可靠的参考。     

谈锚网支护技术在半煤岩巷道中的应用

为了研究锚网支护技术现状,通过对锚网支护技术半煤岩巷道中的应用概述。提出锚网支护技术存在问题及改进。巷道掘出后及时实施支护,不仅能保证施工的安全。而且还能大幅度的提高支护的作用效果。尤其对喷锚支护巷道更为重要。不及时的支护将引起围岩的变形是松动,降低围岩自承强度,甚至发生垮冒破坏。     

穿煤层下山巷道围岩变形破坏规律及控制技术

针对刘东煤矿穿煤层下山巷道破碎围岩支护困难的问题,采用UDEC数值计算和现场试验的方法,对刘东煤矿下山穿煤层巷道围岩变形破坏规律及控制技术进行了研究。数值模拟分析表明,超前注浆+锚网喷、锚索、U型棚联合支护可有效提高围岩自身的完整性和承载能力,减小围岩塑性区的范围,控制巷道围岩的变形破坏;现场工程实践及实测表明,采用联合支护后,主下山穿7煤段巷道围岩控制效果良好,为类似条件穿煤层巷道围岩的控制提供了借鉴和依据。     

大埋深软岩巷道锚网索支护机理研究

在大埋深巷道中,采用锚网索支护技术控制巷道围岩变形,其科学依据主要是悬吊理论、加固理论和组合(梁或者拱)理论等。本文针对某些大断面软岩巷道顶板为似连续体短梁、夹层梁或层梁等情况,首次运用Timoshenko梁理论对顶板稳定性展开计算,并结合算例深入分析了顶板变形破坏与锚网索支护参数的关系;同时探讨了巷道两帮围岩变形失稳的影响因素,且综合运用算例计算和数值模拟等方法确定顶板和两帮之间的相互作用关系。理论计算、算例分析和数值模拟表明,采用锚网索支护是实现有效控制大埋深软岩巷道围岩变形的技术措施。     

爆破震动对巷道围岩松动圈影响的数值模拟与实测分析

利用有限元法对深部巷道掘进爆破振动爆破过程进行了数值模拟。基于回归分析的元素峰值有效应力,模拟结果表明,数值模拟可以揭示在岩巷爆破情况、围岩松动反应范围。声波环测试仪对松散围岩附近的测量,得出隧道爆破围岩松动圈的负荷动态变化范围。仿真结果与实测结果吻合良好,为软岩巷道合理的爆破参数的选择提供了理论依据,进而对道爆破掘进施工和支护设计具有工程指导意义。     

耦合支护在高应力软岩复合顶巷道中的实际应用

软岩复合顶板高应力巷道围岩强度低,应力高,加上侧压大、结构松散,变形量大并持续交形,难支护,用工字钢棚和普通锚杆支护之所以变形严重就是由于支护体的特性和围岩的变形力学特性不耦合造成的.采用组合锚杆和小孔径预应力锚索支护顶板,在巷帮采用锚索加强支护,不仅提高了巷道的围岩强度,也最大限度的发挥了围岩的承载能力,控制了围岩的进一步变形,促成了巷道的稳定.     

特厚软煤层沿空巷道变形破坏机理及支护技术研究

以淮北朱仙庄矿876工作面回风巷为工程背景,研究了特厚软煤层沿空巷道矿压显现规律,采用数值模拟方法对巷道变形破坏机理进行了研究,指出松软围岩在固定支承压力和超前支承压力的共同作用下,采用棚式支护不能控制有害变形的产生,并提出"主动支护+被动支护"联合支护对策,即首先采用高预应力全长锚固锚杆支护围岩控制不连续变形,并滞后架U形棚支护。