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切顶沿空留巷充填体—矸石协同承载机理及控制技术研究 被引量：1
1
作者 徐军 孟宁康 柏建彪 《矿业安全与环保》 CAS 北大核心 2024年第1期140-146,共7页
针对深部沿空留巷顶底板移近量大、充填体大变形破坏失稳等问题,采用数值模拟和现场实践相结合的方法,分析了传统沿空留巷和切顶卸压协同承载沿空留巷围岩应力演化规律和变形特征,揭示了切顶沿空留巷充填体—矸石协同承载机理。在此基础... 针对深部沿空留巷顶底板移近量大、充填体大变形破坏失稳等问题,采用数值模拟和现场实践相结合的方法,分析了传统沿空留巷和切顶卸压协同承载沿空留巷围岩应力演化规律和变形特征,揭示了切顶沿空留巷充填体—矸石协同承载机理。在此基础上,以朱庄煤矿Ⅲ635工作面沿空留巷为工程背景,提出了一种巷旁充填体—矸石组合结构体协同承载的切顶卸压沿空留巷技术,建立充填体—矸石协同支撑顶板力学模型、推导出顶板挠度方程,并进行工程应用。数值模拟结果表明:采用切顶卸压协同承载沿空留巷技术后,实体煤帮和充填体的垂直应力峰值分别降低了28.3%、44.4%,巷道顶底板移近量降低了58.2%。现场应用结果表明:采用该技术后,顶底板和两帮移近量分别为382.9、253.6 mm,工作面支架平均支撑力下降了45.3%,有效控制了巷道变形。可为类似条件下沿空留巷围岩控制提供参考。 展开更多
关键词 深部矿井 沿空留巷 顶板预裂 应力转移 协同承载 影响特征
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我国沿空留巷围岩控制技术研究进展与展望 被引量：2
2
作者 张自政 柏建彪 +5 位作者 王襄禹 徐营 闫帅 刘洪林 吴文达 张伟光 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期3979-4000,共22页
我国煤矿沿空留巷技术研究与应用已超过60 a,形成了充填式沿空留巷和切顶式沿空留巷两大技术类型,但是由于不同矿区煤层生产地质条件复杂多样、留巷巷道所处矿压显现强烈等诸多困难,导致沿空留巷技术推广应用呈现起伏。首先梳理了近年... 我国煤矿沿空留巷技术研究与应用已超过60 a,形成了充填式沿空留巷和切顶式沿空留巷两大技术类型,但是由于不同矿区煤层生产地质条件复杂多样、留巷巷道所处矿压显现强烈等诸多困难,导致沿空留巷技术推广应用呈现起伏。首先梳理了近年来我国沿空留巷主要技术类型、围岩稳定原理、巷内支护技术、巷旁支护技术、适应性评价与围岩稳定性监测方面取得的成效和关键技术进展,分析了现阶段不同技术的应用适用性。然后,总结了目前沿空留巷技术面临的难题与挑战:对强矿压工作面沿空留巷仍未能形成系统理论;充填沿空留巷围岩与支护体相互机制的理论认识仍然存在缺陷;巷旁支护体充填材料力学及变形特性尚不能适应深部、强矿压工作面沿空留巷;沿空留巷底臌机理及控制技术尚不完善;强动载或冲击地压沿空留巷充填体稳定控制研究尚处于空白。最后,针对现阶段我国沿空留巷技术应用面临的难题和挑战,提出了几项储备型技术:厚煤层综放/一次采全高沿空留巷有控切顶–充填围岩协同控制技术、面向强矿压工作面含外加剂改性高水材料沿空留巷技术;针对沿空留巷数值模拟岩石力学参数智能反演问题,建立了一套沿空留巷数值模拟岩石力学参数智能反演工作流,提出了沿空留巷支护参数智能优选设计方法。 展开更多
关键词 沿空留巷 围岩控制 巷内支护 巷旁支护 储备型技术
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沿空留巷巷旁支护技术的发展 被引量：330
3
作者 柏建彪 周华强 +2 位作者 侯朝炯 涂兴子 岳殿召 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期183-186,共4页
在综述巷旁支护技术发展历程的基础上,提出膏体材料巷旁充填沿空留巷新技术;分析沿空留巷顶板破断垮落特征,建立了膏体材料巷旁充填沿空留巷的力学模型,提出了膏体材料巷旁支护体主要参数的确定方法,并将研究结果应用于工程实践.
关键词 巷旁支护 沿空留巷 充填 膏体材料 力学模型
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复合顶板极软煤层巷道锚杆支护技术研究 被引量：226
4
作者 柏建彪 侯朝炯 +1 位作者 杜木民 马东彩 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期53-56,共4页
复合顶板极软煤层巷道是围岩变形剧烈且顶板易冒落极难维护的巷道。分析该类巷道围岩破坏特点 ,提出运用注浆及锚杆支护控制巷道围岩稳定、加强顶板支护强度、充分利用围岩自身承载能力的支护原理 ,研究了合理的注浆、锚杆支护技术 ,包... 复合顶板极软煤层巷道是围岩变形剧烈且顶板易冒落极难维护的巷道。分析该类巷道围岩破坏特点 ,提出运用注浆及锚杆支护控制巷道围岩稳定、加强顶板支护强度、充分利用围岩自身承载能力的支护原理 ,研究了合理的注浆、锚杆支护技术 ,包括高水速凝材料注浆加固两帮、顶板采用树脂全长锚固高强度锚杆和小孔径预应力锚索加强支护及两帮树脂加长锚固锚杆支护 ,并介绍一个工程实例。 展开更多
关键词 复合顶板 极软煤层 锚杆 注浆 巷道
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深部软岩巷道支护原理及应用 被引量：233
5
作者 柏建彪 王襄禹 +1 位作者 贾明魁 侯朝炯 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期632-635,共4页
针对深部软岩巷道四周来压、整体收敛、变形强烈的特点,研究深部软岩巷道支护原理,提出了主动有控卸压的方法,释放围岩膨胀变形能,将高应力向围岩深部转移,减小浅部围岩应力。针对古汉山矿西大巷地质条件确定了合理的释放变形空间;提出... 针对深部软岩巷道四周来压、整体收敛、变形强烈的特点,研究深部软岩巷道支护原理,提出了主动有控卸压的方法,释放围岩膨胀变形能,将高应力向围岩深部转移,减小浅部围岩应力。针对古汉山矿西大巷地质条件确定了合理的释放变形空间;提出应用高水速凝材料注浆加固遇水弱化、膨胀的泥岩;研究得到确定合理二次支护时间的方法;该成果成功地应用于工程实践,有效控制了深部软岩巷道大变形。 展开更多
关键词 深部巷道 软岩巷道 主动有控卸压 注浆
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高水材料充填沿空留巷应力控制与围岩强化机理及应用 被引量：23
6
作者 柏建彪 张自政 +3 位作者 王襄禹 徐营 闫帅 徐军 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期16-28,共13页
高水材料被广泛应用于不同条件下的薄及中厚煤层沿空留巷、部分条件较好的厚煤层沿空留巷,形成了丰富的高水材料充填沿空留巷围岩控制实践。基于高水材料充填沿空留巷理论研究和现场实践,以应力控制与围岩强化为主线,分析了充填留巷围... 高水材料被广泛应用于不同条件下的薄及中厚煤层沿空留巷、部分条件较好的厚煤层沿空留巷,形成了丰富的高水材料充填沿空留巷围岩控制实践。基于高水材料充填沿空留巷理论研究和现场实践,以应力控制与围岩强化为主线,分析了充填留巷围岩在巷道掘进、工作面超前采动影响、留巷围岩调整稳定和邻近工作面复用4个阶段的应力与变形特征,提出了“基本顶二次破断”的覆岩顶板运动特征。以青龙同昌煤矿15102工作面沿空留巷为背景,数值模拟研究了留巷过程中围岩应力和塑性区分布特征,揭示了充填留巷覆岩基本顶的旋转下沉是留巷巷道所受外力的主要来源;在此基础上,提出了充填留巷围岩控制的关键区域,根据高水材料固结体的较强塑性变形特性,提出了高水材料充填沿空留巷围岩分时分区强化机理,确定了合理的高水材料充填体支护阻力计算式、留巷顶板离层计算式和实体煤帮的支护强度计算式,给出了高水材料充填沿空留巷围岩控制关键参数设计方法,关键参数包括充填体支护阻力(充填体宽度和强度)、顶板支护强度(巷内支护和临时支护)、实体煤帮支护强度。介绍了山西高平青龙同昌煤业15号煤层和赵庄煤业9号煤层高水充填沿空留巷围岩控制2个应用实例,留巷围岩变形控制效果良好。最后,提出了高水充填沿空留巷围岩控制技术的发展方向。 展开更多
关键词 沿空留巷 高水材料 应力控制 围岩强化 支护阻力
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新疆矿区弱胶结巷道顶板灾害现状及控制对策
7
作者 张伟光 郑晓东 +4 位作者 柏建彪 王捞捞 陈俊智 马晓川 李金波 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2023年第6期163-169,共7页
新疆矿区弱胶结煤系地层分布范围广,顶板稳定性控制是制约煤矿安全生产的重要问题。通过总结近11年全疆井工煤矿事故类型、原因及发展趋势,以哈密大南湖矿区某煤矿1802运输巷顶板事故为例,采用现场调研、实验室试验与现场试验相结合的方... 新疆矿区弱胶结煤系地层分布范围广,顶板稳定性控制是制约煤矿安全生产的重要问题。通过总结近11年全疆井工煤矿事故类型、原因及发展趋势,以哈密大南湖矿区某煤矿1802运输巷顶板事故为例,采用现场调研、实验室试验与现场试验相结合的方法,分析了新疆矿区典型的弱胶结巷道顶板灾害特点及主要影响因素,确定了掘进扰动及顶板淋水双重损害作用是弱胶结巷道顶板灾害发生的主要诱因。基于此,开展了不同渗水区域巷道顶板锚杆(索)锚固力试验,获得了渗水不明显、渗水中等及渗水量较大区域顶板锚杆(索)锚固力随顶板裸露时间的衰减规律,构建了弱胶结围岩巷道掘进“早-中-后”不同影响时期和弱胶结围岩“深-中-浅”不同空间位置的“主动+被动”联合支护技术体系,提出了分时期、分区域循序渐进的弱胶结围岩巷道顶板控制对策。 展开更多
关键词 新疆矿区 弱胶结巷道 顶板灾害 锚固力 围岩控制
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煤柱下综采工作面矿压特征及水力压裂切顶控制
8
作者 吴文达 王天辰 柏建彪 《太原理工大学学报》 CAS 北大核心 2023年第4期684-691,共8页
【目的】为分析煤柱下方综采工作面受集中应力影响的强矿压显现特征,以霍洛湾矿31106工作面过上覆集中煤柱为工程背景进行研究。【方法】通过工作面实测支架阻力精细化分析过煤柱期间的矿压特征和支架适应性,开展相似材料模拟实验,揭示... 【目的】为分析煤柱下方综采工作面受集中应力影响的强矿压显现特征,以霍洛湾矿31106工作面过上覆集中煤柱为工程背景进行研究。【方法】通过工作面实测支架阻力精细化分析过煤柱期间的矿压特征和支架适应性,开展相似材料模拟实验,揭示工作面过煤柱的强动压机理,并提出过煤柱的水力压裂切顶控制技术。【结果】结果表明:工作面出煤柱期间,支架阻力整体由大到小依次为中部、下部、上部,工作面周期来压步距为10.85 m,平均持续长度为4.27 m,占周期来压时长的40%,平均动载系数达到1.4.出煤柱期间支架载荷超过正常工作阻力(35 MPa)的比例分别为:32.14%、63.83%和87.94%,支架受顶板断裂的动载作用并承受长时间的高静载作用。相似材料模拟表明,出煤柱时上覆岩层形成的“T型结构”失稳发生整体的回转下沉,引起下部工作面老顶同步破断,造成工作面大范围支架阻力的增加,液压支架安全阀开启率达到31.2%,存在压架风险。【结论】据此提出了工作面过煤柱的水力压裂切顶技术,现场试验表明水力切顶后工作面在出煤柱后10 m范围内并没有出现强矿压显现,降低了支架承受的动载荷和高静载,未发生强动载压架现象。 展开更多
关键词 遗留煤柱 支架阻力 动载系数 矿压特征 水力压裂
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巷道掘进空顶距确定的差分方法及其应用 被引量：39
9
作者 柏建彪 肖同强 李磊 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期920-924,共5页
提出了一种空顶距确定方法。该方法首先建立顶板稳定分析力学模型,然后采用差分法计算得到顶板应力分布规律与空顶距的关系,根据顶板应力与其抗压强度和抗拉强度关系判定顶板稳定性,在此基础上确定合理掘进空顶距。结合张双楼煤矿9802... 提出了一种空顶距确定方法。该方法首先建立顶板稳定分析力学模型,然后采用差分法计算得到顶板应力分布规律与空顶距的关系,根据顶板应力与其抗压强度和抗拉强度关系判定顶板稳定性,在此基础上确定合理掘进空顶距。结合张双楼煤矿9802工作面回采巷道生产地质条件,应用该方法确定了巷道合理空顶距为6 m。在6 m大循环进尺掘进条件下采取2 m小循环内临时支护、高预紧力锚杆支护技术,现场应用效果表明,该方法有效控制了巷道围岩变形、提高了掘进速度。 展开更多
关键词 巷道掘进 空顶距 差分方法 力学模型 掘进速度
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深部巷道围岩控制原理与应用研究 被引量：349
10
作者 柏建彪 侯朝炯 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期145-148,共4页
采用理论分析、数值模拟和现场试验的方法,研究深部巷道围岩稳定问题,认为深部巷道围岩控制的基本方法是提高围岩强度、转移围岩高应力以及采用合理的支护技术.提出了深部巷道围岩控制的基本技术和控制过程:1)应力转移降低巷道浅部围岩... 采用理论分析、数值模拟和现场试验的方法,研究深部巷道围岩稳定问题,认为深部巷道围岩控制的基本方法是提高围岩强度、转移围岩高应力以及采用合理的支护技术.提出了深部巷道围岩控制的基本技术和控制过程:1)应力转移降低巷道浅部围岩应力;2)采用高预紧力、大延伸量的高强度锚杆、锚索支护系统,强化锚固区围岩强度,提高巷道围岩自身稳定性;3)加强巷道两帮、底角支护,提高巷道最薄弱部位(两帮、底角)残余强度、提高巷道围岩的整体稳定性;4)应用高水速凝材料注浆加固破碎区,提高破碎围岩的完整性和力学参数.该研究成果已成功应用于工程实践. 展开更多
关键词 深部巷道 矿压显现 锚杆支护 应力转移 注浆加固
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沿空掘巷窄煤柱稳定性数值模拟研究 被引量：326
11
作者 柏建彪 侯朝炯 黄汉富 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第20期3475-3479,共5页
通过数值计算分析,研究了综放沿空掘巷围岩变形及窄煤柱的稳定性与煤柱宽度、煤层力学性质及锚杆支护强度之间的关系,提出一个新观点,即高强度锚杆支护的窄煤柱是沿空掘巷围岩承载结构中的一个重要组成部分,并针对不同煤层条件确定了相... 通过数值计算分析,研究了综放沿空掘巷围岩变形及窄煤柱的稳定性与煤柱宽度、煤层力学性质及锚杆支护强度之间的关系,提出一个新观点,即高强度锚杆支护的窄煤柱是沿空掘巷围岩承载结构中的一个重要组成部分,并针对不同煤层条件确定了相应的窄煤柱合理宽度,并将研究结果成功地应用于工程实践。 展开更多
关键词 巷道工程 沿空掘巷 窄煤柱宽度 煤层强度 锚杆支护
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高应力软岩巷道耦合支护研究 被引量：122
12
作者 柏建彪 王襄禹 姚喆 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期421-425,共5页
为了研究确定高应力软岩巷道二次支护时间和支护强度，以焦煤集团古汉山矿西大巷为研究对象，采用FLAC加中的指数蠕变模型，研究分析围岩应力和围岩变形速度随时间的变化规律、二次支护时间及支护强度对围岩变形的影响规律．结果表明：... 为了研究确定高应力软岩巷道二次支护时间和支护强度，以焦煤集团古汉山矿西大巷为研究对象，采用FLAC加中的指数蠕变模型，研究分析围岩应力和围岩变形速度随时间的变化规律、二次支护时间及支护强度对围岩变形的影响规律．结果表明：采用指数蠕变模型得到的围岩变形随时间的变化规律与现场观测基本吻合，一次支护后围岩应力、围岩变形速度趋于稳定的时间段基本一致，在此时间段内进行二次支护后围岩蠕变速度最小，而且二次支护强度在0．25～0．30MPa范围内可以有效地控制围岩蠕变速度，二次支护强度大于该范围，围岩的蠕变速度也不会再有明显的降低，保持了巷道稳定． 展开更多
关键词 指数蠕变模型 软岩巷道 高应力 二次支护 合理支护时间
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综放沿空掘巷围岩控制机理及支护技术研究 被引量：222
13
作者 柏建彪 王卫军 +1 位作者 侯朝炯 黄汉富 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第5期478-481,共4页
通过对综放工作面采场应力分析 ,运用锚杆支护围岩强度强化理论 ,提出了综放工作面沿空掘巷围岩控制机理 .树脂加长锚固高强锚杆支护能提高围岩力学参数 ,提供较高的支护阻力并具有较大的延伸率 ,适应综放工作面沿空巷道高应力和大变形... 通过对综放工作面采场应力分析 ,运用锚杆支护围岩强度强化理论 ,提出了综放工作面沿空掘巷围岩控制机理 .树脂加长锚固高强锚杆支护能提高围岩力学参数 ,提供较高的支护阻力并具有较大的延伸率 ,适应综放工作面沿空巷道高应力和大变形特点 .采用高强锚杆支护系统能有效地保持综放沿空掘进巷道的稳定 ,并成功地应用于工程实践 . 展开更多
关键词 综放工作面 沿空巷道 围岩控制 锚杆支护
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空巷顶板稳定性原理及支护技术研究 被引量：119
14
作者 柏建彪 侯朝炯 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期8-11,共4页
通过对工作面前方空巷围岩活动规律分析,建立了空巷顶板稳定性的力学模型,应用该力学模型,研究空巷基本顶的稳定性.采用高水速凝材料充填空巷新技术,同时加固空巷两帮破裂煤体,保持空巷围岩稳定.通过理论分析、数值模拟研究空巷顶板稳... 通过对工作面前方空巷围岩活动规律分析,建立了空巷顶板稳定性的力学模型,应用该力学模型,研究空巷基本顶的稳定性.采用高水速凝材料充填空巷新技术,同时加固空巷两帮破裂煤体,保持空巷围岩稳定.通过理论分析、数值模拟研究空巷顶板稳定性与高水速凝材料固结体力学特性的关系,合理确定了高水速凝材料充填参数.该研究结果已成功应用于工程实践. 展开更多
关键词 空巷 顶板稳定性 支护技术 高水速凝材料
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高水材料充填空巷的工业性试验 被引量：21
15
作者 柏建彪 侯朝炯 +3 位作者 张长根 杨同敏 张德根 牛红伟 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2000年第10期30-31,9,共3页
利用高水速凝材料所具备的较大承载能力和塑性变形大的特点 ,进行了高水速凝材料充填较长综放工作面空巷冒顶段的工业性试验 ,取得了良好的试验效果 ,基本解决了综放面过空巷困难的问题。
关键词 高水速凝材料 空巷 充填 综放工作面 工业性试验
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孤岛综放面巷道支护机理和技术研究 被引量：21
16
作者 柏建彪 张金亮 王龙芳 《矿山压力与顶板管理》 北大核心 2002年第4期5-7,共3页
通过对综放面采空区侧向应力场和邻近采空区的煤体、顶板赋存状态的分析 ,提出孤岛综放面巷道围岩控制机理 :(1 )合理选择巷道位置 ,使巷道围岩应力小、稳定性好 ;(2 )运用锚杆、锚索支护和注浆固化提高围岩承载能力 ;(3 )支护体高阻让... 通过对综放面采空区侧向应力场和邻近采空区的煤体、顶板赋存状态的分析 ,提出孤岛综放面巷道围岩控制机理 :(1 )合理选择巷道位置 ,使巷道围岩应力小、稳定性好 ;(2 )运用锚杆、锚索支护和注浆固化提高围岩承载能力 ;(3 )支护体高阻让压适应围岩大变形。采用锚杆、锚索支护系统和高水速凝材料注浆固化技术 ,成功地维护了一个孤岛综放面的运巷和风巷 。 展开更多
关键词 巷道支护 沿空掘巷 锚杆支护 锚索支护 围岩 承载能力
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巷道顶板锚杆支护机理的极限载荷分析 被引量：3
17
作者 柏建彪 耿欧 马中国 《矿山压力与顶板管理》 1999年第3期164-166,共3页
运用薄板塑性极限理论分析了巷道顶板的破断极限载荷 ,讨论了影响极限载荷的因素 ,并给出了一个工程实例。
关键词 巷道顶板 极限载荷 锚杆支护 支护机理
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沿空留巷围岩控制技术研究 被引量：35
18
作者 柏建彪 《煤矿支护》 2009年第2期13-20,共8页
分析沿空留巷顶板破断垮落特征，建立了巷旁充填沿空留巷的力学模型，提出了巷旁支护体主要参数的确定方法。分析沿空留巷巷内支护特点，介绍沿空留巷锚杆支护技术，并将研究结果应用于工程实践。
关键词 巷旁充填 沿空留巷 巷旁支护 巷内支护 锚杆支护
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“三软”大跨度煤层巷道锚杆支护技术研究 被引量：3
19
作者 柏建彪 侯朝炯 《锚杆支护》 2001年第3期8-11,共4页
运用锚杆支护围岩强度强化理论和注浆加固原理，提出“三软”大跨度煤层巷道围岩控制机理，研究了合理的注浆、锚杆支护和小孔径预应力锚索加强支护技术，并介绍一个工程实例。
关键词 “三软”围岩 煤巷 高强锚杆 注浆 注浆加固机理 锚杆支护 预应力锚索
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章村矿锚杆支护控制围岩变形研究 被引量：1
20
作者 柏建彪 马念杰 +4 位作者 勾攀峰 杨印朝 郭敬波 郭炳志 苑志敏 《矿山压力与顶板管理》 1997年第3期192-194,共3页
通过对４２２５皮带下山不同支护方式巷道围岩变形特征的分析，认为采用高强度锚杆树脂药卷全长锚固支护顶板，两帮及底板采用锚杆支护，并用高水速凝材料注浆加固，可有效控制复合顶板、底软、煤软的巷道围岩变形。
关键词 锚杆支护 围岩变形 巷道支护 高强度锚杆
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