摘要：为了解决采区系统巷道掘进效率低、准备进度慢的难题,分别从支护设计、爆破参数、设备配备、排矸效率、施工质量以及组织管理等方面分析了影响掘进效率的原因,提出了大断面硬岩巷道“差异化支护设计—设备配备与改进—线性聚能爆破—柔性连续排矸系统—施工及劳动组织保障”的岩巷炮掘快速施工技术,并在潘三矿西三下部采区轨道大巷进行了工程实践,形成了“液压钻车打眼—线性聚能爆破—安全高效支护—柔性连续排矸”的岩巷炮掘快速施工作业线。实践表明:大断面硬岩条件下的岩巷炮掘快速施工技术能够实现“快速打眼、高效进尺、连续排矸、有效支护”的安全高效掘进,进尺效率提高了126%,月进尺达到86 m,人工工效提高至2.04 m/(人·月),显著提高了岩巷炮掘的进尺效率。

摘要：地下工程开挖的扰动区和围岩的临界破坏深度是与稳定性分析和支护设计紧密相关的问题,应用塑性力学折线理论所得应力场新成果对圆形巷道的扰动区和围岩的临界破坏深度进行了研究。一般认为扰动区的大小是井巷或采场最大直线尺寸的3～5倍,但分析表明扰动区范围与外载的大小与作用形式、泊松比和埋深有关,有时会远远超出这个范围。在围岩临界破坏深度的确定中,导出了各向同性均质地层中圆形巷道的临界破坏深度公式,结果表明临界破坏深度与地层强度峰值的黏聚力、内摩擦角、容重和泊松比相关。研究成果可为圆形巷道的稳定性评价及支护设计提供依据。

摘要：工作面回采过断层影响区时,容易出现冒顶片帮、瓦斯突出、突水以及冲击地压等一系列的煤岩体非稳态、非线性链式灾变问题。通过物化性能良好的注浆材料进行超前注浆加固,设计合理的注浆工艺和参数,能够实现工作面的安全快速回采。以淮南矿区顾北矿13121工作面为例,通过研究工作面断层带构造特征,分析开采扰动断层影响区灾变机理,提出了工作面过断层“浅孔帷幕注浆+平行深孔超前预注浆”加固技术,研发了新型无机注浆材料,采用合理的注浆参数优化了配套注浆工艺。现场实践表明:注浆后工作面月推进由15~19m提高到138m,推进速度由0.48~0.61m/d提高到4.6m/d,实现了工作面安全快速通过断层影响区。研究成果能够为破碎工作面及断层密集带工作面回采提供一定的参考依据。

摘要：为了研究炸药在不同煤岩介质中爆破所产生的裂隙扩展和力学特征,提高深孔预裂爆破对低透气性煤层进行增透的效果,在实验室搭建爆破模拟试验系统,设计穿层钻孔和顺层钻孔2种不同的装药模式,以Froude比例法建立煤层深孔预裂爆破的试验模型,利用相似材料配比加工制备尺寸为50 cm×50 cm×50 cm的试样进行爆破模拟试验。通过超动态应变仪监测煤岩层的应变信号,利用高速摄像仪记录试样完整的裂纹萌生、扩展、贯通直至试样破坏的全过程,分析爆破载荷作用下试样的动态力学特性和裂纹扩展特性。研究发现,裂纹主要是由压缩波与卸载波共同作用形成的,裂纹扩展方向与炮孔轴线方向垂直;在煤岩介质中实施穿层钻孔爆破的爆破效果优于顺层钻孔煤层爆破效果,当爆破应力波从煤层入射到岩层后,出现反射拉伸波,反作用于煤体上,加剧煤岩不同爆破介质的破坏程度,促使爆破裂隙的扩展。研究成果可用于指导井下低透气性煤层深孔预裂爆破装药方式的选择,以提高瓦斯抽采效率。

摘要：地应力是煤矿深部开采过程中各种灾害频发的重要诱导和驱动因素,摸清其规律对矿井安全开采具有重要的意义。以顾桥煤矿为工程背景,通过理论分析、现场实测、数值反演等手段分析了滞弹性应变恢复法地应力测量及地质信息可视化在顾桥煤矿的应用效果。结果表明:在顾桥煤矿南区及中央区选取了3个测点进行地应力测量,数据显示最大主应力的范围为19.44~26.87 MPa,方向接近东西向,近似水平倾角;中间主应力σ_(2)基本等于上覆岩土自重应力;最小主应力的范围为11.20~14.94MPa,方向接近南北向,近似水平倾角。该区域地应力场以水平应力为主,以近东西向为主构造应力的方向,与区域地质构造运动方向基本一致。建立了顾桥煤矿地质力学信息系统,对该系统进行了初步的应用研究,并对某新建巷道所穿越地层以及围岩力学性质展开分析,发现巷道建成后,系统会自动生成地层岩石力学的参数信息以及巷道与主应力的空间关系,可有效指导工程设计与施工。

摘要：深部高地应力岩巷开挖后围岩内出现分区破裂现象,采用传统的原设计方案巷道稳定性差。根据巷道围岩变形破坏的现场监测结果,经过理论分析和支护试验,提出了"提高法向约束、锚杆增韧止裂、协调耦合支护、应力内部转移、分区充填注浆、增强围岩强度"的锚注一体化综合控制方法理念。并提出了相对应的综合支护技术,即首先采用高预紧力超强锚杆及时支护围岩,锚杆的长度和数量分别由监测结果和分区支护能量判据确定;其次采用高强锚索让压梁支护巷道顶板,实现锚杆、锚索的协调耦合支护和围岩应力内部转移;最后采用中空分段螺旋式注浆技术进行滞后加固。最后针对监测巷道采用锚注一体化综合控制方法和技术进行了支护优化设计并进行现场支护试验,监测结果表明,优化支护的巷道稳定性良好。

摘要：基于深部巷道分层破坏现象机理的分析,开展了深部巷道物理模拟破坏试验。结果表明:巷道的破坏自巷道底板开始,向侧墙和拱顶部位依次发展,在拱脚部位不但产生裂缝,而且会产生向巷道内的明显位移;左侧墙最远裂缝距巷帮距离为80 mm,割裂体宽度范围为3~20 mm;右侧墙最远裂缝距巷帮62 mm,割裂体宽度为3~17 mm;底板最远裂缝距巷帮距离为120 mm,割裂体宽度为10~33 mm;拱顶最远处裂缝距巷帮距离为60 mm,割裂体宽度为5~35 mm。针对巷道围岩变形特征,采用高预应力锚杆锚索注浆分次支护,巷道围岩变形得到了有效控制。

摘要：针对深部巷道地质环境复杂及围岩变形剧烈、巷道变形量达数百毫米的现状,提出以地应力测量为前提、测力锚杆全程监测为基础、高预紧力全长锚固技术为核心、通过数值模拟加以修正的动态支护优化设计方案。以淮南潘三煤矿1621(1)工作面运输巷道为例,采用应力解除法对地应力进行实测,在巷道关键位置安装测力锚杆实时监测并记录锚杆轴力,结合数值模拟对优化前后的支护方案进行对比。结果表明,深部巷道以水平应力为主,随着巷道掘进方向与最大水平主应力方向夹角的增大和主应力差的增加,巷道变形迅速增大;采用现有全长锚固支护时施加的预紧力较低,巷道浅部顶板变形剧烈,未能发挥全长锚固的优势;采用高预紧力结合全长锚固优化支护来提高围岩的抗变形能力,改善围岩特性,增加围岩有效应力,可减小巷道变形,优化支护效果比较显著。

摘要：提出了一种新型巷道金属支架(即互抵支架)的设计方案,分别建立了上架受力、侧架受力和底架受力3种情况的力学模型并予以分析,最后就复杂组合受力的情况对新型支架做了综合评价,证明了该新型支架具备良好的支护性能。

摘要：针对深部矿井岩石巷道围岩整体变形量大、持续时间长、局部破坏严重的支护难题，以朱集矿－965东翼轨道大巷为工程背景，在进行系统地质力学测试、围岩变形破坏特征分析、支护形式选取与现场试验的基础上，对深部高地应力复合岩层巷道围岩控制技术进行研究。通过优化锚杆支护参数、合理选择护表形式与构件，实现了深部复合岩层巷道围岩的一次主动支护，有效控制了深部巷道围岩的长期持续变形，改变了深部岩巷“前掘后修、反复维修”的局面，取得了良好的现场应用效果。