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复杂破碎软岩巷道四维支护技术
本成果主要应用于金属矿开采软岩巷道支护领域，解决围岩膨胀量大、易软化崩解、巷道垮冒变形严重、变形时间长的问题。本技术的特点就是基于井下巷道全生命周期的变形规律的研究，探明复杂软岩巷道“膨胀-弱层失稳-应力扩容”复合型破坏机制，揭示采动应力下不同岩体质量围岩应力与变形的时间效应，采用“先让后抗”原则，优化组合锚杆、钢筋网、喷射混凝土、钢拱架等支护手段和施工时序，建立复杂破碎软岩巷道分区分级分时支护体系，创立时间维度与支护结构三维应力恢复耦合的四维支护技术，从而实现支护强度与支护时机对软岩巷道变形的协同调控。
北京科技大学
2021-04-13
复杂条件下破碎围岩巷道深浅支撑层控制技术
本成果获教育部高等学校科学研究优秀成果奖（科学技术进步奖）。采用实验力学方法研究和掌握了在高应力、强流变、强采动影响等复杂条件下巷道破碎围岩岩体峰后软化、峰后剪胀扩容及流变等特性和规律；建立了围岩体力学特征和围岩支护结构体的相互关系。基于复杂条件下巷道破碎围岩的峰后强度软化和剪胀扩容效应，考虑巷道开挖后岩体强度、变形和应力分布特征，建立了复杂条件下软弱破碎巷道围岩的深浅支撑层结构理论；综合考虑围岩强度、应力和变形破坏的区域分布特征，将围岩划分为深浅支撑层结构，分析了深浅支撑层与围岩稳定的关系及深浅支撑层的演化特征和巷道变形破坏特征；掌握了巷道围岩宏观力学结构，确立巷道支护须控制的范围和支护方式确定。自主研发了锚固体流变拉拔试验系统，获得了锚固体流变失稳机理、破坏特征及类型，提出了破碎围岩巷道深浅支撑层流变破坏分析方法、结构特征及支护设计，为锚固支护结构失效诊断、有效控制深浅双支撑线层结构内巷道流变变形及防止失稳提供了依据。形成了基于深浅双支撑层理论的巷道支护设计方法和技术，提出了复杂条件下的巷道变形特征和围岩结构的预测方法、控制措施及巷道需求支护力的计算方法。对于破碎围岩巷道支护时，必须首先确立巷道的围岩赋存状态及围岩结构，分析计算深浅双支撑层结构的存在范围、力学特征和规律，进而确立浅支撑层的位置和所需支护力，一般可以形成以“锚网喷＋高预应力 U 型钢桁架锚索＋注浆”为核心的复合支护形式。锚杆对浅支撑层补强后，浅支撑层岩体与锚杆形成组合拱式的承载结构，锚索将浅支撑层与深支撑层联合起来共同形成围岩整体承载结构，而锚注再次对围岩进行加固，提高围岩整体强度，改善围岩应力分布状况，使围岩变形协调化、荷载均匀化，对深浅支撑层发挥整体承载能力具有重要作用。
安徽理工大学
2021-04-11
动压软岩巷道用可伸缩恒力让压锚杆
本发明涉及一种动压软岩巷道用可伸缩恒力让压锚杆，由锚杆体、托盘、拉杆、预紧调节螺栓、主弹簧、销轴、刀形凸轮、辅弹簧、锚固头框架、滚轮、滚轮架和螺母组成。锚杆体与拉杆通过螺纹相连接；托盘可在外力作用下沿着拉杆移动，且在移动过程中主弹簧和辅弹簧对托盘产生的合成预紧力基本保持不变，即保持恒力。当动压软岩巷道的围岩发生变形时，托盘通过带负荷移动让压，释放应力。围岩卸压后，托盘回移补强，实现对围岩的二次加固。当围岩因应力扰动反复发生变形时，锚杆可形成对围岩的“让-支-让”循环支护和柔性支护，避免巷道被毁坏。本发明设计巧妙，结构紧凑，托盘移动行程大，除锚杆体外均可拆卸后循环使用，节约成本。
安徽理工大学
2021-04-13
高应力动压软岩巷道破坏机理及其锚注支护技术
靖远煤业集团有限责任公司魏家地煤矿和西安科技大学合作，针对高应力动压下大巷反复破坏返修难题，分析巷道反复破坏的原因，得到高应力动压软岩巷道破坏机理，提出合理的维修支护方案，维修的巷道做到安全可靠、经济合理，便于操作与施工，不影响施工进度，减小巷道服务期内变形量、维修次数，降低生产成本。 该成果经甘肃省科技厅鉴定为国际先进水平，申请专利 1 项，发表科技论文 10 余篇。该成果在 靖远煤业集团有限责任公司魏家地煤矿二号石门返修工程的应用，取得了明显的社会经济效益。
西安科技大学
2021-04-11
深部 深部 软 岩巷道 三维网壳锚喷 支 护技术
根据地面大跨度壳体结构的力学原理研究设计地下三维网壳锚喷支护结构，大幅度提高喷层的抗弯能力,同时使喷层整体具有一定的可缩性,能承受强大变形地压及采动荷载, 达到用较少材料又提高喷层支撑能力与让压的目标。该结构既可在巷道内单独组装对围岩进行连续支撑，又可先撑后喷，在围岩表面形成半刚性钢筋混凝土薄壳衬砌结构。三维网壳锚喷支护实质上仍是锚网喷支护，其技术特色是用一种在地面加工成型的特殊钢筋网壳支架代替普通的钢筋网，大幅度提高了锚网喷结构的支撑能力，不需要使用型钢支架、锚索、围岩注浆等手段进行加固就能对破坏巷道进行有效的治理。三维网壳锚喷结构由普通锚杆、三维钢筋支架和喷层等组成，该结构具有以下特点：（1）三维钢筋支架在空间内形成众多小网格状结构，包裹着混凝土，能降低混凝土拉剪应力和钢筋的弯曲变形，提高结构的三向稳定性和承载力。（2）支架联接处的可缩性垫板和支架自身的柔性让压性能，使混凝土喷层也具有可缩性，这样混凝土喷层的应力能得到削弱，因此能够适用于高地压环境中。（3）该支护结构是连续支撑体系，架间无薄弱部分，支护结构受力均匀，提高结构的整体稳定性。
安徽理工大学
2021-04-13
动压、破碎围岩巷道稳定控制技术
该成果从改善动压、破碎围岩巷道所处应力环境及合理确定巷道支护技术两个方面开展研究，依据采动应力演化规律、动压巷道围岩稳定控制理论以及破碎围岩注浆加固机理，开发了沿空掘巷围岩控制技术、迎采巷道围岩控制技术、破碎围岩巷道注浆加固技术。沿空掘巷是在上区段工作面采空区岩层活动基本终止、应力调整趋于稳定后掘进，采用合理的窄煤柱护巷技术使巷道位于应力降低区，结合窄煤柱稳定控制技术与合理的巷内支护技术保证巷道的稳定；为缓解接替紧张问题，在上工作面回采结束前，需提前掘出下工作面的回采巷道，在上工作面超前、侧向和本工作面超前应力的叠加作用下，造成迎采巷道围岩十分破碎、极难维护。通过采用自主研制的注浆材料加固围岩、改善围岩性质、提高围岩的整体性和自承载能力，并与锚杆支护相结合，能提高锚杆锚固力、增大支护阻力，充分发挥两种支护的优势，能够显著改善迎采巷道维护状况。因此，通过改善围岩应力环境，并结合围岩注浆加固与锚杆联合支护技术，是改善动压、破碎围岩巷道维护状况的一条有效技术途径。
中国矿业大学
2021-02-01
深部强流变破碎围岩巷道高强注浆加固技术
受深部“三高一扰动”复杂环境影响，煤岩石往往表现出强流变性和剪胀扩容破坏特征，在中硬及以下围岩条件下，围岩表现出变形量大、变形持续时间长的特点，控制难度大。为此发明了大变形拉压耦合注浆锚杆索和高强速凝微膨胀性注浆材料，提出了支护参数最优化设计方法，有效控制了围岩变形，工程实践验证了技术成果的科学性和有效性。
山东科技大学
2021-04-22
破碎带围岩大断面巷道复修支护技术
本成果提出了一套解决破碎带软岩巷道支护的新理论 — 巷道围岩的 “ 自稳隐形拱理论 ” ，总结出了一套破碎带高冒区复修支护技术，完善了复修支护的工艺，填补了我国煤矿永久巷道破碎带高冒区复修支护技术的空白。成果在攀枝花矿区南三大巷复修支护中成功应用，取得了巨大的社会经济效益，增产节支合计 6968 万元。项目通过四川省科技鉴定，达到国内领先水平，获得 2003 年度四川省科技进步二等奖。
西安科技大学
2021-04-11
可逆止旋转的软岩悬吊-组合锚杆
本项成果是通过在杆体上套设有至少一节的单元膨胀管，单元膨胀管包括依次联接的左旋螺母和胀箍管、右旋螺母，左旋螺母和右旋螺母与胀箍管联接的一端呈楔形，分别延伸至胀箍管的两端内侧，与胀箍管通过螺纹联接，在胀箍管的两端口上均开设有 U 型槽口，在左旋螺母与右旋螺母的外壁上分别设置有能够阻止杆体旋转的逆止键。
西安科技大学
2021-04-11
一种深部煤层巷道帮部软弱煤岩支护方法
本发明公开了一种深部煤层巷道帮部软弱煤岩支护方法，该方法主要针对深部煤层矩形或梯形巷道，巷道埋深一般为700.0～1100.0m，煤岩岩性粘结力为0.6～1.2MPa，内摩擦角为18°～28°。该方法主要根据深部煤层巷道两帮煤岩位移梯度分布量化确定深部煤层巷道帮部软弱煤岩合理的锚杆、锚索及金属支架支护参数，保持深部软弱煤岩变形稳定。
安徽建筑大学
2021-01-12