云南勐兴铅锌矿巷道围岩稳定性研究

云南勐兴铅锌矿是滇西南规模较大的多金属硫化物矿床,随着开采深度的不断增大,围岩稳定情况越来越复杂,巷道稳定性问题已经成为制约矿山安全生产的主要问题之一.在对矿区地质条件研究,底板含水层构造裂隙对巷道围岩影响的分析,围岩变形特征及室内力实验的基础上,采用工程岩体分级标准、水利水电围岩工程地质分类和岩体RMR分类方法对680采矿巷道中段围岩进行分类研究,并对各个分类结果进行了一致性、相关性和适用性分析,得出围岩质量分级.运用FLAC3D软件对巷道围岩进行三维数值模拟,对围岩分类和数值模拟的结果进行对比,得出定性分析与定量计算的结果基本一致.     

钻孔卸压防治巷道冲击地压的数值模拟

基于ADINA有限元分析软件,对某矿巷道冲击地压应力集中区钻孔卸压效果进行了数值模拟研究;根据实际开采条件建立了ADINA有限元模型,通过模拟3,5,8 m不同钻孔深度,得到了巷道垂向应力图,分析了不同钻孔深度的卸压效果.数值模拟结果表明:在3种钻孔深度的对比下,钻孔深度越深,卸压效果越明显.冲击地压应力集中区钻孔卸压数值模拟对工程应用具有一定指导意义.     

任楼煤矿地应力场分布特征及其对巷道变形的影响

随开采深度向深部发展,任楼煤矿巷道变形严重,稳定性问题逐渐成为制约生产和安全的重要问题之一.文章采用空心包体应力解除法,对任楼煤矿进行了地应力测量.实测结果表明,任楼煤矿地应力以水平应力为主导,且水平应力大于铅直应力,并随深度的增加而增大;每个测点的应力状态与其所处的构造部位、岩体结构及岩性分布等有关.研究成果对矿井深部巷道支护及矿井灾害防治有重要的指导意义.     

近距离采空区下大断面巷道顶板稳定分析

近距离采空区下大断面巷道顶板受煤层开采和巷道掘进两次采掘扰动,为研究两次扰动对巷道顶板稳定性的影响,以任楼煤矿Ⅱ8224切眼巷道为工程背景,利用理论分析、数值模拟及现场实测的方法,对采空区卸荷影响深度和巷道采掘扰动特征进行分析。结果表明：采空区卸荷影响深度的理论计算结果、数值模拟计算结果与钻取岩芯分析结果三者一致,受卸荷影响范围内的岩层会向上隆起;采空区下大断面巷道顶板的下沉时间为14d,最大下沉速度仅为15 mm/d。得出结论：采空区卸荷对煤层底板的扰动破坏影响深度为5.2 m;受采空区卸荷影响,巷道顶板下沉时间、下沉速度和下沉量较小。     

综采工作面大断面全煤巷道支护技术实践研究

开采实践证明,大断面煤巷综采面顶板容易冒顶,巷道两壁容易片帮脱落以及发生巷道底鼓,影响巷道正常功能。通过加强对大断面的观测和检测,通过改变大断面巷道形状、支护参数、优化施工工艺等三个方面来加强对大断面的支护,能够改善大断面巷道稳定性,增强综采面的经济效益和安全系数。本文通过实践经验,对综采工作面大断面全煤巷道几种支护技术进行了分析探讨,为进一步增强大断面巷道稳定性提供借鉴参考。     

羊场湾煤矿大断面巷道支护参数分析与选择

大断面巷道受赋存环境、开采扰动及人工支护的耦合影响,其稳定与否直接决定矿井的安全生产。以破碎围岩环境下羊场湾矿大断面巷道为背景,采用理论分析、FLAC3D数值模拟和锚杆测力计、压力表等现场监测方法,综合分析了锚杆受力和巷道变形情况,并定量确定了巷道的支护参数。实践表明:顶板和两帮锚杆(索)采用850mm×850mm,850mm×900mm的支护能够满足矿井安全开采的需要。     

深基坑工程系统分析方法及应用研究

运用工程系统分析方法对浙江某基坑工程进行了稳定性评价分析,通过工程系统二元机理、机理网络路径和结构矩阵计算分析,形成了实际工程系统耦合矩阵.结合工程实践和系统耦合矩阵,分析了变量间及系统变量间的相互影响,并对工程系统稳定性进行了具体的评价分析.经过系统耦合分析发现,基坑开挖深度、支护桩变形、周边地面沉降和土压力对基坑系统的稳定性影响较为显著,工程中可采取优化这些系统变量的措施,达到改善基坑稳定性的目的.工程系统耦合分析方法对合理的基坑支护优化设计具有现实意义.     

大采高工作面穿越断层破碎区预注浆耦合加固实践

大采高工作面在穿越断层过程中多次出现大面积漏矸漏砂现象,严重制约安全高效开采。预注浆耦合加固(Pre-Grouting Coupling Reinforcement,PCCR)对快速穿越断层破碎带和安全高效开采至关重要。针对宁东鸳鸯湖矿区清水营煤矿大采高工作面安全穿越断层破碎带失稳致灾难题,采用工程调查、理论分析和现场实践等综合方法,提出了预注浆耦合加固(Pre-Grouting Coupling Reinforcement,PCCR)方法,设计了注浆工艺,定量确定了注浆参数。通过注浆可提高裂隙的粘结力和内摩擦角,增大岩体内部块间相对位移的阻力,改善岩体弱面力学性能,提高围岩整体稳定性。研究认为注浆耦合加固方法对于破碎煤岩体可实现结构性能改变、力学性能的提升,快速凝固之后形成"骨架"结构,支撑能力显著提高。加固断层带破裂顶板时注浆压力一般为4.0~6.0 MPa,单孔注浆量预计为110.0 kg,有效扩散半径约为3.2 m.实践表明采用PCCR技术方法,及时有效控制了工作面顶板和上下超前巷道稳定,保证了安全开采,综合效果显著。     

深浅孔-高低压耦合注浆加固机理与应用

以王家岭煤矿20101工作面胶带巷破碎围岩加固为工程背景,利用数值仿真软件COMSOL Multiphysics建立围岩注浆加固的流固耦合模型,确定工程中深浅孔-高低压耦合注浆加固的合理注浆压力.建立平面裂隙岩体模型,揭示耦合注浆加固的作用机理,分析深浅孔-高低压耦合注浆加固与普通注浆加固的不同支护效果;对使用耦合注浆加固的实际工程进行监测分析.针对20101工作面胶带巷开采过程中所面临的超前来压作用下破碎围岩加固的工程问题,利用FLAC~(3D)数值模拟软件对原支护方式与深浅孔-高低压耦合注浆加固方式的支护效果进行对比分析.结果表明:耦合注浆加固能够更好地控制围岩变形和维持巷道安全.     

朱仙庄矿高地应力软岩巷道支护技术初探

高地应力软岩巷道维护一直是各个煤矿巷道支护的难题,随着矿井开采深度的增加,图岩变形量不断增大,严重影响了矿井通风、运输及工作人员的安全.其维护需要大量的人力、物力和时间,在巷道围岩变形量较大的地方会被迫导致停产,给矿井高效生产带来了严重的障碍.论文通过对准北矿区宿东煤田朱仙庄煤矿高地应力软岩巷道支护的实践,摸索出适应本地区的复杂条件下支护选型问题,为类似条件煤田开采巷道支护选型提供了借鉴.     

采动应力作用煤巷泥质复合顶板稳定性分析

 为研究采动应力作用软岩煤巷泥质复合顶板稳定态势,以高家梁矿20307工作面皮带煤巷为例,通过岩体微观结构特性分析和钻孔窥视仪对煤巷松动圈探测,确定泥质顶板煤巷为应力扩容膨胀型复合地质软岩,变形破坏力学机制为复合型Ⅰ_ABⅡ_BDⅢ_DA机制,提出锚网索带注的耦合支护对策机制,利用FLAC^3D对采用耦合支护对策后泥质复合顶板稳定性进行数值分析,采用现场监测煤巷变形的方法并将两者结果作对比分析。结果表明,软岩煤巷泥质复合顶板稳定性得到有效控制,验证了应力扩容膨胀复合型破坏机理的正确性和耦合支护对策的有效性,为相似地质条件软岩煤巷支护提供参考。     

深部巷道围岩稳定的区间非概率指标分析

分析了深部岩体物理力学参数的特点,引入区间数学理论,建立了深部工程围岩物理力学参数及其对开挖响应的区间分析模型.提出了区间模型的逐步逼近求解程序,构建了深部坑道围岩稳定的非概率指标及其分析方法.分析了某深部工程围岩的稳定性.结果表明基于区间数学的非概率方法是分析深部地下结构稳定性的合适工具,具有理论和实用价值.     

New developments of technology in rock engineering in China

In terms of rock engineering and technology in hydropower construction,the slope stability and monitoring techniques for high slopes of Three Gorges Project,the stability and support technology for high slopes of hydropower projects in deep river valley,the stabilization techniques for underground cavern group with large span and high side walls are introduced in this paper.As for rock engineering and technology in highway and railway construction,the Qinghai-Tibet Railway — new construction techniques in permafrost,the support techniques for large squeezing deformation in Wuqiaoling Tunnel,the construction techniques for tunnels in alpine and high-altitude region,the geological prediction techniques for tunnels in karst region,the microseismic monitoring and early warning techniques for rockbursts in deep and long tunnels are presented.For rock engineering and technology inmining engineering,the innovative techniques for roadway support inmines,the simultaneous extraction technique of pillarless coal and gas in coal seams with low permeability,the safe and efficient deep openmining technology,advances in monitoring,early warning and treatment ofmine dynamic disasters are discussed.In addition,the new anchorage techniques and precision blasting technique in rock engineering are introduced.     

新安矿深部软岩巷道大变形特征及原因

新安煤矿是在建矿井,煤系地层属中生代地层。巷道埋深达1 000 m,不仅应力高,地质构造复杂,而且煤层顶底板以泥质岩石为主,含膨胀性矿物,岩石松散破碎、强度低。巷道开挖后,出现严重底臌、折帮和顸沉等非线性大变形破坏现象。运用工程地质学、软岩工程力学、黏土矿物学等多学科理论,采用工程地质调研、室内实验研究相结合的手段,对新安矿回风石门软岩巷道的变形破坏特征及其原因进行深入研究。研究认为:深部软岩巷道所处地质环境和围岩特征是产生非对称变形破坏的客观原因;普通支护的局限性是造成大变形破坏的主观原因。应该有针对性地采用有效支护方式,实现围岩与支护体在强度、刚度和结构变形三方面的耦合,有效控制变形,保证巷道稳定。该研究为下一步有针对性地进行支护设计提供了理论依据和指导性建议。     

岩体稳定性评价的耦合神经计算方法

给出了一个基于单元ＢＰ神经网络拓扑而成的耦合神经计算模型,对其在地下工程岩体稳定性评价系统中的应用进行了研究。结果表明,耦合神经计算地下工程岩体稳定性评价系统有着较好的实用性和先进性。     

深部倾斜岩层巷道变形特征模拟与控制技术

对深部倾斜岩层巷道存在的变形不对称和采用对称支护方式不能有效控制围岩变形的问题,在巷道围岩受力分析的基础上,结合曲江煤矿工程实践运用离散有限元模拟软件UDEC建立深部倾斜岩层巷道受力模型,对模型进行掘巷后不支护和采用传统方式支护的数值模拟.根据现场变形和模拟结果,提出采用非对称强化支护结合全断面锚索支护扩大围岩应力承载圈来保证巷道稳定,并对改进后支护方案进行数值模拟,数值模拟和现场工程实践均表明改进后支护方案能够有效地减小巷道围岩变形.     

含软弱夹层对巷道围岩承载结构的影响分析

为研究软弱夹层对巷道围岩承载结构和稳定性的影响,采用相似材料模拟和理论分析相结合的方法,通过三种不同方案对比分析了不同支承结构下含软弱夹层巷道围岩受力与变形情况,揭示了含软弱夹层巷道围岩稳定控制机理,并通过现场实测进行验证。结果表明:①巷道顶板和帮部破坏程度明显大于肩部;②采用方案三联合支护能够有效提高巷道围岩应力和承载力;③联合支护方案能够使软弱夹层与上、下硬岩层之间协同耦合承载,减少巷道围岩变形。     

离散裂隙网络模拟在地下硐室稳定性中的应用——以甘肃北山地下实验室为例

以甘肃北山地下实验室为研究对象,开展了离散裂隙网络-离散元（DFN-DEM）耦合方法在花岗岩地下硐室围岩稳定性分析方面的探索研究。选取地下实验室工程勘察范围内代表性勘察钻孔和地表露头裂隙数据进行统计分析,利用三维离散单元软件3DEC构建离散裂隙网络（DFN）和等效岩体模型,模拟分析了地下实验室-560 m水平试验巷道的硐室的稳定性。结果表明：硐室开挖引起硐室围岩应力重分布,裂隙与硐室开挖面相交部位发生应力集中现象,硐室围岩出现位移变形;在现有条件下,硐室围岩变形量较小,应力集中程度不高,地下硐室稳定性较好。     

采矿工程中的原岩应力测量

应力测量是确定应力场性质的有力判据.原岩应力状态是影响采矿工程稳定性的重要因素之一,查明原岩应力的方向和量级是经济、安全、高效进行矿井设计、施工和生产的重要保证.它对于诸如巷道.采场布置、支护形式确定,矿井动力现象预测预防等方面都有重要的现实意义.     

金能煤矿软岩掘进巷道变形破坏特征及控制技术研究

摘 要：针对软岩巷道围岩在掘进过程中呈现出的顶板下沉量大、两帮收敛严重等特点，为解决巷道围岩稳定性控制的难题，本文以某矿二采区1201工作面的运输顺槽为研究对象，基于工作面巷道工程地质条件，采用现场实测、数值模拟和工业性试验等方法，阐述了软岩巷道的变形破坏特征，提出了三种不同的围岩控制方案，利用FLAC3D软件模拟了该巷道围岩水平位移、垂直位移和塑性区分布情况，并进行现场测试，工程应用结果表明：“锚索+W钢带+U型钢+注浆”的支护方案效果明显，提高了围岩的承载能力，实现了巷道围岩的稳定性控制。