为提高固体充填胶结沿空留巷的效果,以唐口矿9301充填工作面为工程背景,对固体充填胶结沿空留巷巷帮支护体进行优化设计研究。通过对巷帮胶结充填材料的泌水率、强度等性能进行试验,分析了充填料浆的基本特性与胶结充填材料配比之间的内在联系与规律,最终确定了唐口矿巷帮胶结充填材料的配比。通过在唐口煤矿9301充填工作面进行工业性试验表明,优化设计的巷帮胶结充填体具有快凝早强,接顶良好的特点,沿空巷道变形量得到了有效控制。

在详细分析深部巷道围岩变形特征及主要影响因素的基础上,提出了深部巷道"双壳"支护理论,认为通过对巷道浅部进行支护形成浅部应力支护壳,对巷道深部进行加固形成深部应力加固壳,深浅壳体形成的支护体系能有效减小巷道围岩破坏范围,阻隔深部高地应力传播,保持巷道围岩稳定与巷道成形。根据巷道破坏范围不同,构建了由"单壳"支护、连续"双壳"支护和非连续"双壳"支护组成的巷道"双壳"围岩支护体系,并分析了巷道"双壳"围岩支护机理,研发了深部巷道"双壳"支护技术。以陶二煤矿深部巷道修复工程实践为例,验证了深部巷道"双壳"支护的合理性。

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针对基坑工程中的若干前沿问题,利用计算机网络智能化技术,从设计与施工两个方面,总结基坑工程在支护方案优选,并且系统分析了基坑优选的影响因素,提出了方案评判的目标体系,进行基于人工神经网络的基坑支护方案优选智能设计,对BP网络的智能设计进行了较为全面的描述。

紫金煤业1203工作面回采巷道采用沿空掘巷布置方式,由于巷道处于高地应力区域,且巷道围岩松软破碎,再加上巷道原来支护设计不合理,使得巷道变形破坏现象严重,维护困难,严重地影响工作面的回采。根据1203工作面的生产地质条件,重新设计巷道支护方案及支护参数,采用"锚网梁+锚索+卸压"的综合技术措施对1203工作面回采巷道重新支护后,巷道变形量小,围岩稳定,新的支护起到了控顶固帮作用,为工作面的安全高效回采起到了保证作用,大幅地减小了巷道维修量,保障了井下的正常采掘接替,带来了巨大的社会经济效益。

针对软岩巷道围岩稳定性问题,以地处区域构造大断层中的南阳坡煤矿巷道为例,提出使用预注浆复合支护新技术,建立"先勘探、预稳定、后施工、强加固、多保险、重测量、准反馈、再优化"的新施工理念。对注浆材料、锚杆规格等进行分析,现场锚杆轴力检测和围岩变形量监测证明了该支护技术的适宜性。结果表明,预注浆锚网喷U型钢架复合支护技术能有效地控制锚杆轴力和围岩变形;新施工理念比较实用,有助于保证巷道施工安全;聚氨酯类非水溶性注浆材料适合于遇水软化围岩的注浆防渗补强;巷道开挖沿纵向主动压力区大致处在25m范围左右,对于同一断面,巷道开挖对顶板的影响较大。

以深井巷道组过特大型断层(落差大于100m)破碎带为工程背景,采用数值模拟的办法对比分析了正常地层和断层破碎带中巷道组围岩的力学特征以及相互影响;结合断层破碎带围岩的实际情况,建立了"早预测、短进尺、弱爆破、强支护、紧封闭、勤量测、防突水"的断层带施工技术和综合保障体系,形成超前物探、超前加固、微震开挖、分步动态支护等综合配套技术,保证了巷道的施工安全。

为解决2-208运输顺槽过断层段围岩变形量大的问题,通过分析2-208运输顺槽过断层巷道围岩变形的具体情况及断层对围岩稳定性的影响,提出采用U型棚+喷浆+注浆的支护方式控制巷道过断层区域的围岩变形量,并进行矿压观测。结果表明:巷道过断层段在采用U型棚+喷浆+注浆的支护方式后,顶底板的最大移近量为196mm,两帮的最大移近量为157mm,有效的控制了巷道围岩变形量。

断层是影响软岩巷道快速掘进的重要因素之一,制定合理、有效、针对性强的技术措施是安全、高效过断层的前提。对顾北煤矿南翼Y型通风轨道斜巷岩巷综掘机过断层的施工情况、支护形式和施工工艺进行了详细的介绍,为类似的巷道施工积累了丰富的经验。

针对软岩巷道遇断层后,巷道围岩出水、变形量加大、施工困难,易造成顶板垮落、漏顶安全事故的严重问题,对高应力软岩巷道过断层支护机理进行了研究。通过采用数值模拟与现场实践相结合的方法,确定锚网喷+29U型钢棚+浅、深部大孔径深孔注浆锚索+底板锚索梁加固+底板开卸压槽的综合支护方案。工程应用表明,顶底板及两帮移近量大大减小,巷道支护效果良好。