煤矿巷道支护技术获重大突破锚注支护成果获国家科技进步二等奖
超前支护技术在采矿工程中的应用研究
超前支护技术在采矿工程中的应用研究在当今的采矿工程领域，超前支护技术扮演着至关重要的角色。
随着采矿深度的增加、地质条件的日益复杂以及对安全生产和高效开采的更高要求，超前支护技术不断发展和创新，为采矿作业提供了有力的保障。
一、超前支护技术概述超前支护，顾名思义，是在采矿工程的掘进或开采工作面前方，预先采取的支护措施，以防止围岩变形、坍塌，保障作业人员和设备的安全，同时为后续的施工创造良好的条件。
其主要作用包括：1、控制围岩变形：通过对前方围岩的支撑和约束，减少因开采引起的位移和变形。
2、提高围岩稳定性：增强岩体的自身承载能力，降低发生冒顶、片帮等事故的风险。
3、保障施工安全：为作业人员提供一个相对安全的工作空间，减少因顶板坍塌等造成的人员伤亡。
常见的超前支护技术类型多种多样，如超前锚杆支护、超前管棚支护、超前注浆支护等。
每种技术都有其特点和适用范围。
二、超前支护技术的主要类型及特点（一）超前锚杆支护超前锚杆是将锚杆沿隧道掘进轮廓线向前方倾斜安装的一种支护方式。
它的优点在于施工简单、成本较低，能够迅速提供一定的支护阻力。
然而，其支护强度相对较弱，适用于地质条件较好、围岩稳定性较高的情况。
（二）超前管棚支护超前管棚通常由钢管组成，通过在前方形成一个钢管棚架来支护围岩。
管棚的支护强度较高，能够有效控制较大范围内的围岩变形。
但施工工艺较为复杂，成本也相对较高，适用于地质条件复杂、存在断层破碎带等不良地质情况。
（三）超前注浆支护超前注浆是通过向围岩中注入浆液，改善围岩的物理力学性质，提高其自稳能力。
这种方法能够有效地填充围岩中的裂隙和孔隙，增强围岩的整体性和强度。
但注浆效果受到注浆材料、注浆工艺等多种因素的影响，需要严格控制施工质量。
三、超前支护技术在采矿工程中的应用实例（一）煤矿开采中的应用在煤矿开采中，由于煤层的赋存条件和地质构造复杂多变，超前支护技术的应用尤为重要。
例如，在掘进工作面遇到断层时，采用超前管棚支护可以有效地防止顶板垮落，保障掘进工作的顺利进行。
高等学校科学研究优秀成果奖(科学技术进步奖)课件
推荐项目公示内容
申报类型
进步奖
项目名称
基于锚固复合承载体特性及围岩脆弱性评估的巷道精准支护技术
推荐单位
中国矿业大学
项目简介
本项目属于采矿工程研究领域，研究成果主要应用于煤矿巷道支护与围岩控制方面，同时也可应用于非煤矿井巷道、公（铁）路隧道等岩土工程的围岩稳定性控制方面。
主要完成单位
单位名称
中献：
1、实施完成了项目“相同介质围岩巷道锚杆支护参数的可操作性设计方法研究”、“古城矿井地应力测试研究”和“古城矿井采区巷道掘进期间控制技术研究”的研究工作。
2、建立了巷道围岩脆弱性评估系统。引入围岩完整性（RQD）、顶板围岩强度、埋深、最大水平主应力、地质构造、巷道断面尺寸、采掘扰动等13个评价指标，利用层次分析法（AHP）对巷道围岩脆弱性进行预评估。
（3）形成了“巷道精准支护”技术体系：根据巷道围岩及地应力状况，通过对巷道围岩脆弱性预评估，锚固复合承载体承载能力及其稳定性判据分析，提出若干合适的支护方案，建立模糊可拓综合评价模型，从支护效果及经济层面优化选择最佳方案，以实现巷道精准支护。
（4）项目研究成果经过潞安矿区三个大型矿井多年的应用推广，取得了显著技术、经济和社会效益：项目成果在潞安集团古城矿、王庄矿及司马矿的5条巷道实施了工业性试验，并先后在潞安矿区的20余条巷道得到了推广应用。结果表明本项目提出的锚固复合承载体理论和巷道精准支护体系为矿井巷道支护提供了科学可靠的理论依据和设计方法，取得了良好的支护效果，在保障巷道安全的前提下，有效降低了巷道支护成本，提高巷道了掘进速度，取得了显著的技术、经济与社会效益（近三年的推广应用共获得经济效益10404.75万元）。
研究成果的主要特点：
煤矿掘进巷道锚杆支护技术
煤矿掘进巷道锚杆支护技术摘要：煤矿掘进巷道内部条件复杂，施工面强度大、危险度高，需要加强防护工作。
为防止掘进安全事故的出现，需要采取有效的超前支护措施，保障人员安全的同时，提高煤矿掘进效率。
锚杆支护是使用高强度的锚索对开采的围岩区域进行注浆加固，控制开采区域的形变量，降低岩体破碎和脱落风险。
锚杆支护能形成一个防护支架，保障机械设备和施工人员的安全，促进煤矿掘进有序地进行。
关键词：煤矿掘进巷道；锚杆支护；技术1煤矿掘进巷道锚杆支护技术概述在实施该技术的过程中，可以以螺丝钢铁为主要材质，保证支撑力。
在开展技术施工前，施工人员应根据地下环境的具体情况，选择不同类型的锚棒。
如果周围岩石稳定，可以选择直径较小的锚带。
如果周围岩石不稳定，可以选择直径较大的锚棒。
如果施工区域内的煤矿比较柔软，则选择较长的锚带施工。
但是，该技术后期的维护保修和检修工作比较麻烦，在具体应用过程中，事故无法预断，地形条件非常复杂的坑道存在较多的安全风险。
另外，在实施这项技术时，对设计人员和施工人员的技能水平要求很高，只有结合工程的实际需要，设计出合理的施工设计图，才能保证施工人员的顺利施工，充分发挥锚带的支撑作用。
传统煤矿开采时，施工人员使用不同类型的金属支架支撑坑道，但这种形式由于参与人员过多，工程人力成本上升，工程整体经济效益下降。
同时，该支承方式的安全性得不到良好的保障，不符合现代煤矿生产环境的需要。
通过锚支承技术的应用，可以有效地提高坑道的安全可靠性，减少工程费用，提高工程效率。
应用这一技术时，施工人员会根据坑道的天花板合理排列锚带的距离。
在固定力的影响下，每个主播周围都会形成压缩区，施工人员将这一区域连接起来形成压缩区，防止周围岩石松动或脱落。
该技术可以促进螺栓的顶棚力发挥合成洑的作用，提高坑道的支撑力，还可以有效避免坑道屋顶的岩石崩塌，增强生产安全性。
2具体应用措施2.1综合机械化掘进技术应用综合机械化掘进技术是现阶段被广泛应用于煤矿巷道开展掘进作业的高效化技术措施。
GBT35056-2018煤矿巷道锚杆支护技术规范201812
1）巷道用途及服务年限；
8）地质与生产条件及巷道围岩地质力学评估结果；
2）喷射混凝土参数设计；
9）支护材料选择和施工机具设备配套；
技术要求
2.2.12 巷道支护应优先采用预应力螺纹钢树脂锚杆。软岩巷逍、煤层顶板巷适、破碎围 岩巷道、深部高应力巷道、采动影响明显的巷道及大断面巷道等复杂困难巷道，宜采用高预 应力（大于锚杆屈服力的 30%）、高强度（杆体屈服强度大于500 MPa）螺纹钢树脂锚杆。必 要时，可采用锚杆、锚索联合支护，锚杆与锚索的力学性能与支护参数应相互匹配。
技术要求
2.2.16 锚杆支护施工设计应包括施工工艺、施工设备与机具、施工质量指标和安全技术 措施等。
2.2.17 锚杆支护矿压监测设计应包括监测内容、监测仪器、测站布过、测站安设方法、 数据测读方法、测读频度等。综合监测应给出反馈指标和锚杆支护初始设计修改准则，日常 监测应给出监测方法、合格标准和异常情况的处理措施。
水文地质条件
巷道涌水量、水质等参照工作面地质说明书；水对围岩物 理力学性质的影响通过实验确定
巷道埋深
地表到巷道地板的垂直距离
技术要求
2 技术要求 2.1 现场调查与巷道围岩地质力学评估
2.1.1 锚杆支护设计前应进行现场调查与巷道围岩地质力学评估。巷道围岩地质力学评估基
础参数见表 1。
续上表
表 1 巷道围岩地质力学评估基础参数
2.1.11 在现场调查与巷道围岩地质力学参数测试完成后进行巷道围岩地质力学评估。首先确定 评估区域，铺杆支护设计应限定在该区域内，并分析巷道服务期间影响锚杆支护性能其他因素。
恩洪煤矿高应力软岩巷道锚注支护研究的开题报告
恩洪煤矿高应力软岩巷道锚注支护研究的开题报告一、课题研究背景恩洪煤矿是一座典型的深部煤矿，在采矿过程中需要开挖大量的软岩巷道用于通风、运输和工人出入等，其中大多数巷道都遇到了高应力软岩的问题。
由于软岩的特性决定了其强度、稳定性等方面存在很大的不确定性，因此采取恰当的锚注支护技术对软岩巷道进行支护具有重要意义。
然而，目前恩洪煤矿的锚注支护技术还存在不足，无法满足实际需求。
因此，本研究旨在探究恩洪煤矿高应力软岩巷道锚注支护技术，为提升巷道支护效果、保证煤矿生产安全和环保作出贡献。
二、研究目的和内容本研究的主要目的是研究恩洪煤矿高应力软岩巷道锚注支护技术，通过对巷道支护的实际情况进行深入分析，针对该矿井的条件和特点，探讨最佳的锚注支护方案，实现对巷道的有效支护，提高支护效果及安全性。
主要研究内容包括：1.恩洪煤矿高应力软岩巷道的现状分析；2.巷道锚注支护技术的基本原理、分类和应用；3.各种软岩巷道锚注支护技术的优缺点和适用范围；4.针对恩洪煤矿实际情况，选取适合该矿井的锚注支护技术；5.设计巷道锚注支护方案并进行模拟分析；6.对已实施的巷道支护进行监测与评价，总结经验。
三、研究方法1.理论研究：通过对国内外文献的查阅、分析，比较各种巷道锚注支护技术的优缺点，总结经验；2.现场观察与调查：了解恩洪煤矿高应力软岩巷道的实际情况，为巷道锚注支护技术选择提供依据；3.数值模拟：利用FLAC3D软件建立巷道锚注支护数值模型，分析锚注锚杆间的受力变化，找到最优的锚注锚杆间距和锚杆直径组合。
四、研究意义和预期结果本研究对于解决恩洪煤矿高应力软岩巷道的锚注支护技术问题具有重要意义，有望达到以下预期结果：1.明确巷道锚注支护技术的基本原理、分类和应用；2.系统分析各种巷道锚注支护技术的优缺点和适用范围；3.针对恩洪煤矿实际情况，选取适合该矿井的锚注支护技术；4.设计巷道锚注支护方案并进行模拟分析；5.对已实施的巷道支护进行监测与评价，总结经验，可为其他煤矿的巷道锚注支护技术提供参考。
煤矿软岩巷道锚注支护技术研究
煤矿软岩巷道锚注支护技术研究作者：宋继征来源：《城市建设理论研究》2013年第33期摘要：随着矿山开采的大规模进行和采深的加大，软岩巷道支护问题日益严重，如淮北、淮南、龙口枣庄等地区的矿区。
如采用不适当的维护措施，巷道围岩变形愈加剧烈，最终将导致巷道破坏，探索合理的软岩巷道支护方式成为亟待解决的重大问题。
近年来，铜川矿业公司下石节煤矿对软岩巷道、不良岩层巷道、软弱围岩巷道锚注支护问题进行了研究和工程实践。
本文以下石节煤矿回风斜井为例，提出了以注浆锚杆为核心的锚注支护体系，以解决软弱破碎围岩巷道支护和维修难题。
关键词：软岩；巷道支护；锚注Abstract: With the large scale mining and mining depth increased, the soft rock roadway growing problem, such as Huaibei, Huainan, Longkou Zaozhuang mining and other areas. Improper maintenance measures such as the use of roadway surrounding rock deformation increasingly violent, will eventually lead to destruction of the roadway, exploring reasonable soft rock roadway way to becoming a major problem to be solved. In recent years, Tongchuan Mining Company Xiashijie mine soft rock roadway, poor roadway rock, soft rock roadway bolting issues of research and engineering practice. The following section of this paper, stone coal return slope, for example, proposed a grouting anchor core bolting system in order to solve the weak and fractured rock roadway and maintenance problems.Keywords: soft rock; roadway; Bolting中图分类号：TD353文献标识码:A一、工程概况支护实验在下石节煤矿回风斜井进行。
高应力软岩巷道支护及治理技术
高应力软岩巷道支护及治理技术发布时间：2021-11-09T07:18:54.942Z 来源：《科学与技术》2021年6月17期作者：赵小强[导读] 根据矿井高应力松软岩石巷道支护要求的具体情况赵小强（甘肃华亭煤电股份有限公司华亭煤矿，甘肃华亭 744100）摘要：根据矿井高应力松软岩石巷道支护要求的具体情况，研究应用高强度锚杆配合钢筋混凝土、底板锚注全断面支护技术，解决高应力软岩巷道支护问题，取得了显著成效。
关键词：高应力；软岩巷道；高强度锚杆；钢筋混凝土；全断面支护；锚注1 概况华亭煤矿是一座设计生产能力400万吨/年的高产高效矿井，可采煤层为煤5层，属特厚煤层；生产水平为+840m水平，属于近水平煤层，顶板岩性多为泥岩，次为粉砂岩，局部为砂岩，属不稳定顶板；底板岩性较为复杂，有泥质胶结的中、粗砂岩，以砂岩为主，常具有似鲕状结构。
2 初设软岩巷道掘进支护情况大巷穿煤层施工进入煤层顶板后，工作面岩层松软，多为泥岩，工作面后部巷道开始底臌、拱顶下沉、两帮收敛，轨道运输系统被破坏，掘进施工困难。
为了加快工程进度，工作面继续掘进，后巷起底、打锚杆进行维修，维持正常生产，因后部巷道严重底臌，多次起底，两帮受压变形加剧，运料困难，被迫停产维修。
3、巷道破坏原因分析（1）岩石松软，地应力大。
巷道穿煤层布置，大多巷道布置在煤层顶板中，多泥岩和粉砂岩，层理发育，松软破碎，埋藏深度大，受开采和地表塌陷影响，造成地应力集中，围岩压力大，巷道掘进支护困难，易底臌、片帮、冒顶，支护难度大。
（2）锚杆长度较短，间排距大，支护强度小。
巷道采用直径20mm、长度2000mm的D20-M22-2000型高强度螺纹钢锚杆支护，间排距为800mm。
由于锚杆长度短，间排距过大，支护强度小，在强大的地应力及构造应力作用下，造成巷道底臌变形。
（3）巷道未封底，支护结构不合理。
松软岩石巷道底部松软，不能靠围岩自身形成闭合承载环，底板受力差，受压力作用引起底臌变形和两帮及顶部支护破坏，巷道多次大量起底又加剧了巷道的变形和破坏。
煤矿综采工作面巷道超前锚注支护技术研究
煤矿综采工作面巷道超前锚注支护技术研究发布时间：2022-08-28T08:10:02.405Z 来源：《中国电业与能源》2022年8期作者：朱献旗[导读] 本文主要围绕煤矿综采工作面巷道超前支护技术展开研究，对该技术的概念和应用场景进行概述，朱献旗托克逊县盘吉煤业有限公司煤矿新疆维吾尔自治区吐鲁番838000摘要：本文主要围绕煤矿综采工作面巷道超前支护技术展开研究，对该技术的概念和应用场景进行概述，分析在煤矿综采过程中应用该技术的必要性，对煤矿综采工作面巷道超前支护技术的种类和新型超前锚注支护技术展开详细探究，旨在为相关人员提供参考。
关键词：煤矿综采工作面；巷道；超前支护技术；锚注引言我国具有以煤矿资源为主的能源生产消费结构，煤炭资源在国家能源消费结构中长期占据主体地位，且对国民经济的发展具有不可忽视的支撑作用，为保障矿产资源的稳定供应，我国煤炭行业借助现代科技力量不断提升采煤机械化水平，使国家煤矿资源年开采量不断上涨。
但新型开采技术和传统煤矿综采工作面巷道超前支护技术存在一定的不适应性，加强对新型煤矿综采工作面巷道超前锚注支护技术的研究，对促进我国开采事业的健康发展具有重要意义。
1 煤矿综采工作面巷道超前支护概述巷道是连通矿体和地表环境的工程通道，具有交通、矿产资源转运、通风、排水等多种功能，是矿产资源开采作业面中必不可少的重要通路。
但综合机械化设备的应用也会对煤矿综采环境的地质条件造成一定影响，若未能对综采作业面进行可靠、提前支护，可能会影响煤矿基地的开采效率，且会使煤矿基地综采环境留存安全隐患。
对煤矿综采工作面巷道进行超前支护能有效防止巷道在煤矿综采作业中因地质条件缺陷而出现巷道整体收敛、倾斜、移动、坍塌等不良现象，避免对采矿作业正常推进造成影响，同时保障采矿工人的人身安全。
2 煤矿综采工作面巷道超前支护的必要性我国煤矿安全相关要求中规定采煤工作面必须设置2个或2个以上通畅的安全出口，并分别与进风巷道和回风巷道相连。
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煤矿巷道支护技术获重大突破锚注支护成果获国家科技进步二等奖
在2月28日召开的国家科学技术奖励大会上，淮北矿业集团等四家单位合作完成的“高应力极软岩工程锚注支护机理及技术研究与应用”成果，荣获国家科学技术进步二等奖。
由淮北矿业集团、山东科技大学、淮南矿业集团、中国矿业大学合作完成的这项成果，标志着我国在煤矿巷道支护技术领域方面取得重大突破。
近年来，随着我国煤矿开采范围和开采深度逐渐加大，矿井开采深度在600米以上的高应力极软岩巷道分布越来越广泛。
在应用传统的锚杆、U型钢等支护方式时，围岩和支护数月就遭到破坏，严重影响矿井的安全与生产。
淮北矿业集团是一个拥有10多座矿井、年产原煤2000万吨的国有特大型煤炭企业，大部分矿井的煤炭属于三软煤层，给巷道支护增加了很大难度。
从上个世纪90年代开始，淮北矿业集团就组织科研人员对高应力极软岩巷道技术难题进行攻关，率先在临涣煤矿、祁南煤矿等矿井进行锚注支护的工业性研究与应用，并与山东科技大学、淮南矿业集团、中国矿业大学携手合作，开始进行
高应力极软岩工程锚注支护机理及技术研究与应用。
据有关专家介绍，锚注支护是利用锚杆兼做注浆管实现外锚内注的支护方式。
经过长达10年的研究、实验、应用，科研人员先后攻克了锚注一体化、锚封一体化、可控压注浆、浆液扩散规律及控制、锚注岩体物理力学性质测试、锚注岩体声波测试等技术难关。
其中，在国内外首次研制成功的外锚内注式注浆锚杆、可控压内注浆锚杆，分别获得了国家专利。
该项技术成果先后在全国15个矿区大规模推广应用，锚注支护巷道累计长度为17.5万米，节约资金高达4.9亿元。
2001年11月，安徽皖北煤电集团祁东煤矿发生突水淹井事故，排水历时4个月，U型钢支护、锚喷支护等支护方式的巷道均遭破坏，只有锚注支护的680米主大巷完好无损。
据淮北矿业集团副总工程师李明远介绍，目前，我国煤矿井下有高应力极软岩巷道几百万米，水利、矿冶、交通、土建等行业的松岩体高边坡工程治理，深基坑和高坝体的加固，软围岩的大型硐室和隧道支护，都可以应用锚注支护新技术。