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高压涌水作用破碎围岩巷道综合施工技术

采矿与安全工程学报 2008年第4期25卷 379-383页

作者：韩立军王延宁张后全董亚宁中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221008 马鞍山钢铁集团姑山矿业有限责任公司安徽马鞍山243000

在金属矿山破碎围岩巷道的掘进施工中同时存在高压涌水作用,可导致重大安全事故.采用了综合掘进与支护的技术途径,首先对已施工巷道的注浆加固,改善掘进迎头作业条件,然后在此基础上实施超前探测和超前注浆,形成防渗加固帷幕后实施掘进... 详细信息

在金属矿山破碎围岩巷道的掘进施工中同时存在高压涌水作用,可导致重大安全事故.采用了综合掘进与支护的技术途径,首先对已施工巷道的注浆加固,改善掘进迎头作业条件,然后在此基础上实施超前探测和超前注浆,形成防渗加固帷幕后实施掘进施工,并在掘进过程中及时采用型钢支架和喷网作初次支护,尽量减轻对围岩的挠动,再在此基础上进行高性能锚固和注浆二次支护与加固,既提高了支护结构的承载能力,又改善了巷道破碎围岩的整体性和抗渗能力,较好地解决了巷道掘进施工安全和长期稳定的问题.

关键词：破碎围岩高压涌水锚固支护注浆加固 u型钢支架

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巷道穿断层破碎带不对称支护技术研究与应用

煤炭工程 2016年第9期48卷 73-76,80页

作者：高杰张自发梁宁宁中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室江苏徐州221116 兖州矿业集团有限责任公司南屯煤矿山东邹城273500

为了解决穿断层巷道支护技术难题,以穿南屯矿DWF10断层破碎带的西北轨道运输上平巷掘进为工程背景,综合采用数值计算和现场工业性试验的方法研究断层破碎带巷道围岩控制技术与方案。通过分析穿断层巷道围岩变形破坏机理,提出了分步联合... 详细信息

为了解决穿断层巷道支护技术难题,以穿南屯矿DWF10断层破碎带的西北轨道运输上平巷掘进为工程背景,综合采用数值计算和现场工业性试验的方法研究断层破碎带巷道围岩控制技术与方案。通过分析穿断层巷道围岩变形破坏机理,提出了分步联合支护技术方案,即采用"高预应力锚网支护+u型钢支架支护+喷浆支护"的初次支护和"预应力锚索支护+滞后注浆补强加固"的二次支护,巷道支护效果分析表明围岩变形已基本得到控制,为减少采区巷道断层保护煤柱宽度、提高薄煤层采出率提供了技术保障。

关键词：断层破碎带不对称支护高预应力锚杆 u型钢支架喷浆

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软弱破碎岩石巷道施工技术

建井技术 2003年第6期24卷 11-13页

作者：王友训邯邢矿山局北洺河铁矿河北武安056300

北洺河铁矿 - 1 1 0m水平重车线巷道掘进过程中 ,发生了多次塌方冒顶 ,影响工程进度和质量。为此 ,针对不同岩层 ,先后采用锚喷网加素混凝土和锚喷网加2 5u型钢支架联合支护 ,控制住了巷道顶部冒落。

关键词：软弱破碎岩石巷道 u型钢支架联合支护人工假顶撞楔法

“三软”煤层回采巷道断面优化及平顶u型棚力学性能研究

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“三软”煤层回采巷道断面优化及平顶U型棚力学性能研究

作者：李召鑫中国矿业大学

学位级别：硕士

在“三软”煤层条件下,回采巷道围岩力学性质差。如果巷道断面选择不当,会增大巷道围岩的维护难度。本论文综合运用理论分析(复变函数法)、数值计算(有限单元法)以及现场实测等研究方法,以邹庄矿3204工作面实际条件为背景,对不同断面形... 详细信息

在“三软”煤层条件下,回采巷道围岩力学性质差。如果巷道断面选择不当,会增大巷道围岩的维护难度。本论文综合运用理论分析(复变函数法)、数值计算(有限单元法)以及现场实测等研究方法,以邹庄矿3204工作面实际条件为背景,对不同断面形状巷道围岩的应力分布规律、位移分布规律以及不同形状u型钢支架在多种类型载荷作用下的力学性能开展较为系统的研究,主要得到以下结论:1)从巷道围岩应力分布角度分析,直墙半圆拱形巷道围岩的受力条件最好,其次是平顶u形巷道,而矩形巷道最差。从巷道围岩位移分布角度分析,平顶u形巷道与直墙半圆拱形巷道的围岩位移分布规律相似,均优于矩形巷道;2)综合考虑巷道围岩应力分布规律与位移分布规律得出,在“三软”条件下应选择直墙半圆拱形巷道或者平顶u形巷道,矩形断面巷道不适合在“三软”条件下使用;3)从u型钢支架塑性区分布与位移分布角度分析得出,平顶u形支架、直墙半圆拱形支架在多种类型载荷作用下的承载能力处在同一个层次;4)综合考虑巷道围岩应力与位移分布规律、u型钢支架力学性能以及3204工作面回采巷道超前支护三方面因素,最终选择平顶u形断面巷道。现场实测表明,巷道围岩变形量不大,能够满足回采时巷道稳定要求;回棚效率得到明显提高,保障了工作面的安全快速推进。

关键词： “三软” 巷道断面复变函数法有限单元法 u型钢支架

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近距离煤层群开采底板巷道围岩控制技术研究

近距离煤层群开采底板巷道围岩控制技术研究

作者：胡艳峰中国矿业大学

学位级别：硕士

煤层群开采与单一煤层开采不同,煤层群开采过程中,煤层群底板巷道要经历上下煤层分别开采引起的动压影响,底板巷道围岩变形要比单一煤层底板巷道变形严重,一般支护手段难以控制巷道围岩变形。研究上下煤层分别开采对底板巷道围岩应力场... 详细信息

煤层群开采与单一煤层开采不同,煤层群开采过程中,煤层群底板巷道要经历上下煤层分别开采引起的动压影响,底板巷道围岩变形要比单一煤层底板巷道变形严重,一般支护手段难以控制巷道围岩变形。研究上下煤层分别开采对底板巷道围岩应力场影响的基本规律和新的支护技术是十分必要的。该论文分析了煤层群上下煤层分别开采时在底板巷道与煤层群不同垂距、上下煤层工作面推进不同位置的底板巷道围岩应力场特征。并确定了对底板巷道影响强烈的垂距和工作面推进位置。在此基础上,只考虑巷道围岩受影响强烈的情况下,分析了巷道围岩不同岩性的应力场特征。采用FLAC2D、FLAC3D岩土力学数值模拟软件模拟了底板巷道不同垂距、上下煤层工作面推进到不同位置应力场特征,并且模拟了巷道不同围岩弱结构在动压影响下的应力场特征、u型钢支架受力特征和u型钢支架和锚杆索耦合受力特征,提出了u型钢支架和锚杆索耦合支护。在此基础上,采用正交试验法优化锚杆索支护参数,经过数值模拟分析得出了影响因子主次顺序和优化方案,并且在工程实践中具有良好的效果,巷道围岩变形得到很好的控制。该论文有图57幅,表10个,参考文献63篇。

关键词：煤层群 u型钢支架围岩控制正交试验 FLAC

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介板沟煤矿软岩大巷u型钢支护技术研究

介板沟煤矿软岩大巷U型钢支护技术研究

作者：魏燕龙中国矿业大学

学位级别：硕士

介板沟煤矿北轨道大巷、运输大巷和回风大巷均属于典型的软岩巷道,巷道围岩在相当大范围内主要为泥岩、砂质泥岩等软弱岩层。巷道掘进后围岩整体变形比较严重,部分区段甚至发生冒顶,严重影响矿井的安全生产。本论文围绕介板沟煤矿北轨... 详细信息

介板沟煤矿北轨道大巷、运输大巷和回风大巷均属于典型的软岩巷道,巷道围岩在相当大范围内主要为泥岩、砂质泥岩等软弱岩层。巷道掘进后围岩整体变形比较严重,部分区段甚至发生冒顶,严重影响矿井的安全生产。本论文围绕介板沟煤矿北轨道大巷大变形的工程特征,开展软岩巷道围岩变形破坏机理及支护技术研究,具有一定的实际应用价值。研究方法主要包括现场实测、理论分析、实验室研究、数值计算和工业性试验等。实验室测试了巷道围岩力学性质,现场实测和理论分析了巷道围岩裂隙演化规律和变形规律。针对巷道围岩变形破坏情况,在围岩破坏程度不同区段提出差异性支护方案,并运用FLAC3D数值计算软件研究了各支护方案的支护效果,最终确立了控制巷道变形的最优支护方案。理论分析了u型钢可缩性支架支护系统的工作机理及特性,并借助FLAC3D数值计算软件研究了壁后充填体强度对支架支护效果的影响,得到充填体强度对围岩塑性区分布和帮部应力变化趋势影响较大,并且对顶板和帮部应力变化趋势呈现相反关系的结论。通过实验室u型钢可缩性支架承载性能压缩试验,研究支架在特定载荷条件下的变形破坏过程及支架抗缩动滑移能力与卡缆螺母扭矩的关系,得到支架抗缩动滑移能力与卡缆螺母扭矩大致呈线性相关的关系,并且支架在对称载荷的条件下有可能产生非对称变形的结论。工业试验表明优化后支护方案控制围岩变形破坏效果良好,巷道变形量明显减小,满足安全生产的需要。

关键词：软岩巷道 u型钢支架壁后充填围岩控制

u型钢棚卡缆力学特性分析及其对承载性能的影响

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U型钢棚卡缆力学特性分析及其对承载性能的影响

作者：苏致立中国矿业大学

学位级别：硕士

u型钢可缩性支架是由u型钢棚各段相互搭接而成的,而u型钢搭接段之间的相互作用是通过卡缆来完成的,因此卡缆是u型钢支架的关键部位,它既决定了支架的可缩性能,又对支架工作阻力的确定起到关键性作用,其性能直接影响着u型钢支架的支护承... 详细信息

u型钢可缩性支架是由u型钢棚各段相互搭接而成的,而u型钢搭接段之间的相互作用是通过卡缆来完成的,因此卡缆是u型钢支架的关键部位,它既决定了支架的可缩性能,又对支架工作阻力的确定起到关键性作用,其性能直接影响着u型钢支架的支护承载性能。但在煤矿实际使用过程中,卡缆易被破坏而失效。本文现场使用卡缆的破坏特征为研究对象,首先以现场收集的卡缆失效破坏的特征为研究背景,分析不同类型卡缆破坏的力学特征;建立直墙半圆拱u型钢支架承载的力学简化模型,分析u型钢支架承受载荷时内力的分布,得出u型钢支架搭接段是u型钢支架内力集中处和卡缆是承载搭接段内力的关键部件。其次利用ABAQuS数值模拟软件,对螺杆卡缆、双槽夹板卡缆和双槽夹板面卡缆分别建模,分析了卡缆滑移前后卡缆构件应力分布特征,确定了卡缆失效破坏的原因和薄弱环节。最后通过直墙半圆拱u型钢支架分析了卡缆预紧力对支架内力的影响和预紧力对支架承载能力的影响,通过数值模拟的结果分析了同类型卡缆在施加不同预紧力情况下u型钢搭接段阻力,不同类型卡缆在相同预紧力作用下u型钢搭接段阻力,并结合不同卡缆在不同预紧力下各自的承载特征及其优缺点分析出双槽夹板面卡缆的优越性。通过郑煤集团裴沟煤矿42091工作面运输巷的现场应用,取得了良好的效果。

关键词：卡缆搭接段阻力滑移 u型钢支架

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金属支架承载力增强技术研究

金属支架承载力增强技术研究

作者：赵克秀安徽理工大学

学位级别：硕士

本文以科技攻关课题《金属支架承载力增强技术研究》为背景,以提高u型钢金属支架承载力为研究中心,目的在于揭示金属支架在不同数量锚杆(索)梁补强情况下的承载力增强的程度,为煤矿软岩巷道金属支架支护形式的使用提供理论计算依据。借... 详细信息

本文以科技攻关课题《金属支架承载力增强技术研究》为背景,以提高u型钢金属支架承载力为研究中心,目的在于揭示金属支架在不同数量锚杆(索)梁补强情况下的承载力增强的程度,为煤矿软岩巷道金属支架支护形式的使用提供理论计算依据。借助于Matlab、Maple等数学软件,对常规u型钢金属支架支护结构、单排锚杆(索)梁金属支架支护结构、双排锚杆(索)梁金属支架支护结构、三排锚杆(索)梁金属支架支护结构在相同工况条件下的承载能力进行了较为深入的计算和分析。针对金属支架结构的大变形特征。研究结果表明：一定数量的锚杆(索)梁的补强可以大幅提高金属支架的承载力;本文提供的改进型的计算方法更能适应金属支架大变形的特征,计算结果与现场测试结果较为相符。淮北矿业股份有限公司某煤矿的现场工业性试验验证了本文研究成果的正确性与实用性。

关键词：金属支架 u型钢支架 Matlab Maple 数值解析计算

基于“卸压槽+圆形u型钢”可缩性支架的煤矿软岩巷道支护技术应用研究

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