底臌

摘要： 在西部软岩矿区,巷道底臌是一种常见的巷道破坏形式,由底臌所引起的围岩变形已成为阻碍矿井高效生产的主要难题,也是目前西部矿区亟待解决的关键问题.目前广泛使用的底臌控制方案为浇筑混凝土材料配合反底拱与锚杆支护技术联合控制巷道底臌.然而,分析现场破坏结果,浇筑反底拱的普通C20混凝土材料存在强度低、密实度差等明显缺陷,并不能有效控制底臌,巷道现场底角与两帮呈现大面积破坏.据此提出一种优化浇筑材料方案,提高其初凝时间和强度.优化混凝土浇筑材料治理方案是将生石灰按照不同配制比例掺入混凝土浆液中,制备试件;在不同龄期下测试不同生石灰掺入量的试件强度,进而选出最优配比方案;利用扫描电镜对浇筑材料的结构进行观察分析,确定优化后的浇筑材料满足反底拱结构中浇筑材料的性能要求.结果表明:在养护龄期内,材料最大单轴抗压强度为30.15 MPa,是普通C20混凝土材料强度的1.39倍,抗拉强度为1.75 MPa,是未掺入生石灰试件强度的1.41倍.利用扫描电镜观测分析,在生石灰掺量为10％时,试件结构致密,浆体中的Ca(OH)2,AFt和孔隙数量明显减少,浇筑材料的力学性能有效提高.工程实践表明,采用优化后的浇筑材料进行反底拱设计,在50 d监测期内,最大底臌量仅为101 mm,巷道底臌量减少为原支护方案的34％,底臌控制效果明显.

摘要： 针对深部高应力软岩巷道围岩结构易失稳变形、易产生严重底臌,影响安全生产的问题,在分析卧龙湖煤矿南一底板轨道巷底臌机理与具体原因的基础上,提出底板锚网索联合支护技术,即在巷道底板轨枕中间布置底板锚杆,同时在巷道底板中部施工锚索对锚网支护承载结构进行结构性补偿,并使用钢筋梯子梁,加强底板承载结构的整体稳定性.实践表明该技术能有效控制高应力软岩巷道底臌破坏,实现巷道围岩长期稳定.

摘要： 陕西某矿给煤硐室由于巷道底板底臌影响造成硐室支撑立柱严重变形,为控制给煤硐室围岩的变形,对支撑立柱进行整体浇筑,并对底板采用36U型钢底反拱+锚索补强的方式进行底板加固。结果表明:给煤硐室加固后6个月,底板鼓起量约64mm,侧立柱基本无变形。这说明采用U型钢底反拱+锚索补强的方式可以有效控制底板围岩变形,具有良好的推广应用价值。

摘要： 陕西某矿给煤硐室由于巷道底板底臌影响造成硐室支撑立柱严重变形,为控制给煤硐室围岩的变形,对支撑立柱进行整体浇筑,并对底板采用36 U型钢底反拱+锚索补强的方式进行底板加固.结果表明:给煤硐室加固后6个月,底板鼓起量约64 mm,侧立柱基本无变形.这说明采用U型钢底反拱+锚索补强的方式可以有效控制底板围岩变形,具有良好的推广应用价值.

摘要： 卧龙湖矿南一底板轨道巷所穿岩层以泥岩为主,围岩裂隙较为发育.该巷道破坏主要表现为底臌,加之该段巷道掘进过程中穿10煤,使得巷道维护难度进一步加大.该矿采用底板锚网索支护不仅卧底工程量较小,而且能够发挥底板深部稳定岩体的承载能力,是目前比较科学的巷道底臌防治技术,取得了显著的支护效果.

摘要： 针对大埋深软弱围岩巷道底臌防治困难等问题,以万家庄煤矿为工程背景,分析回采巷道底臌的主要影响因素,提出"锚网索+高抗框型支架"治理底臌技术,利用FlAC软件模拟在巷道掘进和回采期间的支护效果,并进行工业性试验.现场应用结果表明:顶底板相对移近量为40mm,两帮最大移近量为82mm.

摘要： 以高河煤矿现场实际情况为依据,利用FLAC3D有限差分软件建立数值模型,计算E2305工作面回采过程中胶带巷围岩应力的分布和峰值,模拟分析巷道变形、底臌形成过程及原因.模拟E2305工作面分别推进20～140 m时E2305工作面胶带巷煤柱帮应力及工作面侧帮应力分布情况.通过分析得出E2305胶带巷的应力峰值为37.5 MPa,距离巷帮5.6m,巷道两侧的峰值应力分别为28.4 MPa和37.5 MPa,应力峰值均较高,巷道面临着高垂直应力作用,导致巷道底臌严重.

摘要： 针对煤层巷道底鼓破坏问题,以某矿53082巷为研究对象,采用UDEC离散元模拟软件对该巷道掘进期间的围岩应力状态、位移分布及破坏模式进行了分析研究,结果表明:在较大的水平构造应力下,53082巷底板软弱煤层成为应力释放的主要区域,破坏特征主要表现为浅部拉伸破坏和深部的剪切破坏.针对53082巷原有支护方案无法控制底板位移,造成底鼓比较严重的问题,通过对不同底板支护方案进行支护效果模拟分析,提出了底板注浆与锚杆锚索联合支护方式,试验结果表明:底板注浆与锚杆锚索联合支护方式优于单一的锚杆锚索支护方式,大大改善了底板应力状态,抑制了底板深部的剪切破坏,顶底板位移量控制在150 mm以内,两帮位移量控制在60 mm以内,巷道围岩的控制效果较好.

摘要： 软岩巷道底臌治理一直是软岩支护中重点攻关的难题之一,作为受采动压力影响的软岩回采巷道来说,巷道的底臌问题尤为突出.针对山东能源临矿集团上海庙矿区软岩大变形技术难题,首先从巷道底臌变形的力学机制入手,根据巷道围岩本构关系及应力作用模式,在结合朗肯压力理论的基础上建立了剪切错动型巷道底臌力学模型,导出了巷道底臌力源P0的计算方程.计算分析知,当底臌压力P0大于底板岩体的强度极限时,巷道底板岩体将发生剪切和扩容变形挤入巷道空间,随时间效应的加大最终导致巷道底臌;其次,结合建立的底臌力学模型,提出了一种与剪切错动型巷道底臌力学机理相适应的新型反底拱底臌控制技术,对反底拱伸出段、底板预应力锚杆和反底拱主体段3部分在底臌控制过程中的作用进行理论分析,揭示了其“控底-助帮”的底臌控制机理,并综合数值计算和正交实验的方法对新型反底拱结构的3个主要参数进行试验优化,模拟显示影响巷道底臌量指标的主要因素为底板超挖深度和反底拱伸出段长度,影响巷道两帮移近量指标的主要因素为反底拱伸出段长度;最后,通过对榆树井矿13803工作面回风巷原始支护条件下底板压力的验算,确定了底板围岩压力与矿井水的耦合作用是造成该巷道底臌的主要原因,并根据优化后的底板治理方案在榆树井煤矿13803工作面回风巷返修段进行工业性试验.工程实践表明,该项新技术控制软岩回采巷道底臌及两帮变形效果较好,有效保证了工作面回采期间巷道的稳定性.

摘要： 针对综放工作面煤柱巷道非对称底臌剧烈、支护维护困难、起底工程量大等难题,以大南湖一矿综放工作面煤柱巷道为工程背景,采用理论分析、数值模拟、现场试验等综合研究方法,分析了煤柱巷道围岩周边应力环境特征及其作用下的变形破坏形态.结果 表明:煤柱巷道底板强度低下以及在采动影响下围岩应力环境出现非均匀现象,进而导致巷道底板塑性区出现非均匀分布,是造成非对称底臌的内在原因;底臌变形规律监测结果显示,非对称底臌程度与放煤厚度有内在联系,放煤厚度在5.9m范围内,放煤厚度越大,基本顶岩层破断偏转角度亦越大,巷道围岩周边主应力比值、主应力旋转角度等参数越大,底板塑性破坏引起的非对称底臌变形越剧烈;底板最大塑性破坏深度位置随着主应力方向旋转角度的增加,逐渐向巷道中部位置移动,导致底臌变形最大位置分布不同,同时,煤柱巷道的这种底臌变形可控性较差,现有技术条件下企图采用高强支护是不可行的,控制上应以适应底臌变形为主;然而,当放煤厚度超过5.9m,基本顶岩层有沿煤柱边缘失稳切落的可能,巷道围岩应力环境趋于原岩应力状态,巷道围岩塑性区分布范围大幅降低,底臌变形较小.据此,以巷道非对称底臌规律为依据,提出了以调整采掘关系、优化巷道底臌硬化方案为主的底臌控制对策,现场应用效果良好,底臌变形量有效减少的同时,巷道底臌处理工作量亦大幅降低.

摘要： 本文对潘三矿西一煤仓联巷软岩巷道支护各种影响因素进行了调查与分析,探明了巷道的破坏主要是围岩破碎,巷道底臌变形所致.因此,采用锚注技术加固围岩和格栅钢架混凝土反拱治理底鼓的治理措施,根治了巷道变形,取得了良好的经济效益.

摘要： 一种快速吸能防冲抗底臌的巷道液压支架底梁，在反拱变截面箱型梁内均匀分布有若干冲压吸能组件安装腔，冲压吸能组件位于冲压吸能组件安装腔内，碳纤维布位于冲压吸能组件下侧，并与冲压吸能组件下部紧密贴合，碳纤维布端部与反拱变截面箱型梁相固连；冲压吸能组件包括吸能块和冲压块，吸能块位于冲压块顶板上，吸能块顶部与冲压吸能组件安装腔上腔壁紧密贴合；在冲压吸能组件安装腔侧壁上设置有导向筋，在冲压块侧板上设有导向槽，导向筋位于导向槽内，冲压块与冲压吸能组件安装腔侧壁滑动配合；吸能块由填充了多孔泡沫合金材料的金属薄壁管制成；吸能块的上、下端面均为平面且相互平行；冲压块顶板上端面为平面，冲压块底板下端面为弧面。

摘要： 本发明涉及一种基于最大允许底臌量的底臌控制设计方法，属于巷道围岩控制技术领域，包括：根据巷道高度、支护和施工要求，设计最大允许底臌量；根据底臌量与水平力之间的关系，确定最大允许底臌量所对应的底板最大允许水平应力；确定目标水平力的大小，从水平力的产生与传递两个方面，确定底臌控制措施并设计施工参数。本发明通过以最大允许底臌量为落脚点，根据巷道底臌与底板水平力之间的关系，得到最大允许底臌量所对应的最大允许水平力，进而从水平力的产生和传递两个方面提出相应的控制措施，达到有效控制巷道底臌的目的。

摘要： 本发明公开一种隧底仰拱防底臌施工方法，采用双层可伸缩拱架仰拱结构。隧底开挖应力释放槽，释放隧底部分应力；双层拱架结构，第一层为可伸缩拱架，可释放部分应力；双层拱架间夹10cm泡沫板夹层，形成可活动应力释放夹层；隧底释放结构，在释放应力时，形成不规则竖向应力，在仰拱初支底部形成不规则受力结构，防止竖向应力集中，有效防止仰拱起拱、隆起、裂纹病害。

摘要： 一种快速吸能防冲抗底臌的巷道液压支架底梁，在反拱变截面箱型梁内均匀分布有若干冲压吸能组件安装腔，冲压吸能组件位于冲压吸能组件安装腔内，碳纤维布位于冲压吸能组件下侧，并与冲压吸能组件下部紧密贴合，碳纤维布端部与反拱变截面箱型梁相固连；冲压吸能组件包括吸能块和冲压块，吸能块位于冲压块顶板上，吸能块顶部与冲压吸能组件安装腔上腔壁紧密贴合；在冲压吸能组件安装腔侧壁上设置有导向筋，在冲压块侧板上设有导向槽，导向筋位于导向槽内，冲压块与冲压吸能组件安装腔侧壁滑动配合；吸能块由填充了多孔泡沫合金材料的金属薄壁管制成；吸能块的上、下端面均为平面且相互平行；冲压块顶板上端面为平面，冲压块底板下端面为弧面。

摘要： 本发明涉及一种通过降低水平挤压力控制巷道底臌的卸挡防治方法，设置有底角挡桩、底板卸压槽以及巷帮大直径卸压钻孔；具体是指：将底角挡桩沿着底板零压缩线的边界位置依次进行设置；将底板卸压槽设置于巷道的底板的中部区域，底板卸压槽沿巷道走向布置；将巷帮大直径卸压钻孔设置于实体煤帮内，垂直于巷道走向布置。本发明可有效降低水平附加应力、阻断底板水平应力传递和释放底板挤压变形，从而大幅度减小巷道底臌量。本发明能够对巷道底臌进行有效治理，且操作简单、稳定、可靠，施工过程中不会影响巷道正常使用，对于高水平应力软岩巷道底臌控制设计具有重大意义。

摘要： 本发明属于煤矿巷道底臌治理工程领域，尤其涉及一种治理煤矿巷道底臌的应力转移反悬吊组合支护结构，包括钢骨架结构以及混凝土结构；所述钢骨架结构包括弧形槽钢，工字钢，倒U型钢支架；所述弧形槽钢上穿置固定有中空注浆锚索；所述混凝土结构包括填充于工字钢上方至反底拱之间的混凝土层。本发明以工字钢上、下全封闭支护系统为基本承载结构，不仅提供了较强的支护强度，而且利用各系统之间的刚性连接，在面对局部应力集中现象时实现应力转移；加之中空注浆锚索一端锚固在拱形槽钢上，利用另一端锚固在稳定岩层中达到了反悬吊的目的；泡沫混凝土的回填可以实现让压的目的，普通混凝土起到阻隔水源防止软岩遇水泥化膨胀。

摘要： 本发明公开了一种利用四角锥钢筋反拱支架治理巷道底臌的施工方法，步骤为：巷道底板超挖形成反拱形超挖空间；在反拱形超挖空间中线位置开设卸压槽并打设底角锚杆；将四角锥钢筋反拱支架通过底角锚杆固定于巷道底板；在四角锥钢筋反拱支架和反拱形超挖空间内填充浇筑柔性填充材料；其上铺设钢筋网，浇筑混凝土覆盖包裹钢筋网。首先采用卸压槽使巷道高应力向底板深处转移，使用底角锚杆提高底角岩层的抗滑移承载力，运用四角锥钢筋反拱支架独特的四角锥稳定性极佳的特点，与钢筋网和混凝土封闭层构成稳定的支护结构，柔性填充材料能够吸收底板围压释放的能量，承受一定的变形，体现出柔性让压的支护思想，很好的控制巷道底臌现象。

摘要： 本公开涉及软岩巷道底臌支护技术领域，具体的涉及一种破碎围岩巷道底臌治理支护结构。本实用新型公开了一种破碎围岩巷道底臌治理支护结构，包括钢筋混凝土反底拱，位于巷道下方成拱形结构；底脚锚杆位于钢筋混凝土反底拱两端；钢筋混凝土反底拱中部交错设置有注浆锚杆孔导向管、注浆锚索束导向管；注浆锚杆导向管内安装有注浆锚杆，注浆锚索束导向管内安装有注浆锚索束。该结构易加工，成本低，产品质量好，精度高，底板成孔率高，支护面积大，能够有效避免注浆过程中的跑浆、漏浆现象。

摘要： 本实用新型公开了一种治理巷道底臌的四角锥钢筋反拱支架支护结构，包括在巷道底板处形成的反拱形超挖空间、卸压槽、底角锚杆、四角锥钢筋反拱支架、柔性填充材料、钢筋网和混凝土；卸压槽设于反拱形超挖空间中线位置，底角锚杆打设于反拱形超挖空间两边底角，四角锥钢筋反拱支架通过底角锚杆固定于反拱形超挖空间内，四角锥钢筋反拱支架和反拱形超挖空间内填充浇筑柔性填充材料，在柔性填充材料上铺设钢筋网，并通过底角锚杆固定钢筋网，浇筑混凝土覆盖包裹钢筋网。采用卸压槽转移底板高应力，使用底角锚杆提高岩层抗滑移能力，四角锥钢筋反拱支架、柔性填充材料、钢筋网和混凝土构成支护结构，吸收底板围压，承受一定变形，控制巷道底臌。

摘要： 本实用新型公开一种用于治理深井软岩巷道底臌的全长锚固支护结构，包括设置在巷道底板中的锚杆、锚索；锚杆采用全长锚固支护结构，锚固长度2.2‑2.6m，锚杆直径16‑22mm，锚杆间距600‑900mm，锚杆排距600‑900mm；锚索采用端锚结构，锚固长度1.8‑2.3m，锚索长度6.3‑7.2m，锚索直径16‑22mm，锚杆、锚索均按照矩形阵列分布，锚索间距600‑900mm，锚索排距600‑900mm；巷道底板中还设置反底拱，巷道底板上铺设混凝土，巷道底板中注有浆液。本实用新型的优点在于：有效的减少了巷道底臌量，更适用于动压或者深井软岩巷道底臌治理。