复杂条件下厚煤层回采巷道围岩动态变形规律研究

以某矿107工作面顺槽为依托,完成了锚杆(索)支护参数设计和FLAC数值仿真分析,分析了受工作面动压影响回采巷道围岩的变形规律,设计了现场监测方案,开展了围岩动态变形规律现场研究。FLAC模拟和现场监测结果表明:受动压影响的厚煤层中回采巷道围岩变形距工作面不同距离可分为小变形、中变形和大变形三个不同区段,对于不用的变形区段应采取针对性的支护措施,以保证围岩的整体稳定性。     

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.     

薄煤层回采巷道围岩控制数值模拟研究及效果分析

通过对回采巷道常用的几种支护方式采用数值方法,对薄煤层回采巷道不同支护形式下巷道围岩应力分布、位移分布等情况进行数值模拟,研究分析不同支护方式的作用机理及其控制围岩变形的作用,选择出最适合薄煤层回采巷道快速掘进的支护方式,及其合理支护参数,进而指导现场施工。     

顾桥矿深部巷道围岩变形破坏特征及稳定性控制技术

基于顾桥矿深部巷道围岩变形量大、岩移速度快、破裂形态不规则的特点,采用数值模拟和理论分析的方法研究了深部围岩变形破坏的力学机理,得到了围岩塑性区的分布范围和扩展空间,揭示了围岩位移场的变形特征和围岩应力随机产生、连续变化、实时调整及动态发展的演化规律,相应提出了巷道稳定性控制的技术措施,即巷道断面全封闭支护技术、"三锚"组合强化支护技术和锚梁网索耦合让压联合支护技术。通过顾桥矿1114(3)工作面巷道支护的工程实践,有效控制了围岩变形,取得了良好的支护效果。     

深部巷道围岩松动圈厚度测试及支护体变形机制分析

基于声波测试技术对金川二矿区深部巷道围岩松动圈进行了现场测试,通过对测试结果进行的分析和研究,得到了金川深部巷道围岩松动圈厚度的基本特征.借助FLAC3D数值分析程序建立了随机裂隙网络模型,分析了金川深部矿区巷道围岩塑性区发展规律.结合现场围岩变形收敛规律及支护体变形特征,基于喷锚网支护体与巷道围岩相互作用的力学机理,研究分析了金川深部巷道双层喷锚网支护结构的变形机制.     

王洼矿区软岩回采巷道破坏机理分析

在现场调查的基础上,对巷道的表面变形和深部围岩变形规律进行了监测,分析了王洼矿区软岩回采巷道围岩变形与破坏机理。监测表明:煤层开采深度较大,围岩变形情况复杂,因现有的锚网支护条件下围岩不能保持平衡,难进入稳定状态,满足不了该条件下的围岩变形,采用锚棚联合支护后最终进入稳定。原支护主要是没有考虑到软岩全煤巷道裂隙发育,锚固长度对锚固支护的有效性差的特点,采用锚棚联合支护或加长锚固能够有效控制巷道的变形和破坏。     

深部巷道初期锚喷支护的非线性数值模拟分析

针对矿井巷道采掘日益加深的现状,根据岩石力学的基本原理,运用ANSYS有限元分析软件,对深部巷道的初期锚喷支护进行非线性数值模拟计算。论文中讨论了支护结构受力情况,分析了支护后围岩的变形与应力分布规律。另外,对巷道初期支护后围岩断面收敛情况进行了数值计算与实测数据的对比分析,并确定出二次支护的最佳时期。结果表明:锚杆与喷射混凝土支护抗变形能力强,可以作为巷道初期支护来控制围岩变形。     

回采巷道锚网带索支护技术研究

本文结合赵庄二号井1302工作面工程地质条件,通过采用FLAC3D数值模拟、现场实测等方法,对锚网带索支护的回采巷道应力、变形规律进行了研究。通过研究认为,所选用的锚网带索支护形式能较好的控制巷道变形;在生产中加强非行人侧支护强度,并对底板进行适当加固,围岩控制效果将更加理想。本文的研究成果可为类似工程条件下的巷道围岩控制提供参考。     

冲击载荷作用下巷道支护围岩体系动力响应

为提高深部巷道支护围岩体系的安全性,应用FLAC3D软件分析了井下巷道在冲击载荷作用下的速度响应和应力、位移演化规律,以及冲击波在支护围岩体系中的传播及衰减规律.结果表明:冲击波作用下,巷道两边帮最大水平速度达1.6m/s,U型钢支护使巷道整体支撑能力增强,同时减小了巷道变形.通过数值计算研究冲击载荷对巷道稳定性的影响,有助于进一步认识冲击载荷对深部巷道支护围岩体系作用机理.     

深部软岩巷道围岩塑性区演化规律及其控制

针对深部软岩巷道大变形的问题,采用理论分析、数值模拟以及工程试验等手段从巷道围岩塑性区演化规律探讨围岩控制原理.研究发现:深部高地应力软岩巷道塑性区轴比与应力集中之间的恶性循环,造成巷道围岩非均匀大变形,这是导致巷道失稳的主要原因.控制巷道塑性区最大半径方向上的围岩变形,这是关键,提出了"强化最大破坏深度围岩强度,强力控制关键区域巷道表面变形,支护结构协同控制,支护-围岩协同变形"的"两强两协同"围岩控制原理.基于该原理,设计以"可缩性桁架锚索+锚杆(索)"为核心的深部软岩巷道围岩协同控制方案,经工程试验表明该方案可有效地改善巷道围岩的大变形.     

高地应力作用下巷道围岩蠕变的ANSYS仿真计算

为了研究高地应力作用下巷道围岩的蠕变规律,利用ANSYS强大的非线性蠕变计算功能,对深部围岩巷道进行模拟,建立几何模型以及蠕变模型,并利用实验测得的岩石力学参数,通过ANSYS软件计算,一方面验证非线性流变理论,另一方面找出深部蠕变的一些规律,与试验结果进行比较分析。结果表明:用ANSYS进行土力学、基础工程学和岩体力学领域的计算、分析,精度非常高,对于实际深部开采有一定的指导意义。     

塑料胀壳式注浆锚杆设计及机理

塑料胀壳式注浆锚杆是针对松软围岩巷道中锚杆支护出现的锚固作用不够、漏顶、片帮等诸多问题而研制的·通过对锚杆杆体及围岩的受力分析,利用ANSYS有限元进行数值模拟,与国内外其他注浆锚杆进行比较,得到了塑料胀壳式注浆锚杆的锚固力是端锚锚杆锚固力与全长浆体粘结锚固力叠加的结果·其具有锚固力大,成拱作用范围大,安装方便,止浆密封可靠,经济合理等优点·塑料胀壳式注浆锚杆主要适用于锚固加固松软围岩,防止漏风,避免发火,堵水等     

拱形巷道在复杂应力条件下的数值模拟

拱形巷道在复杂应力条件下的变形以及破坏形式呈多样化,与围岩性质、地应力和支护结构相关。利用大型有限元软件ADINA对邯郸某煤矿拱形巷道进行数值模拟,可以观察到巷道随着开挖的进行,变形破坏的全过程,其模拟结果与实际情况相符,为在复杂条件下拱形巷道的变形研究及稳定分析提供较好的方法。     

荣华煤矿地质分析及支护方案

为解决荣华煤矿东主运巷道地应力大和围岩黏土矿物含量较高的问题,结合工程地质和现场施工条件,采用大变形非线性理论和设计方法,对影响软岩地下工程失稳的因素、岩石矿物成分及微观结构进行研究,探索了几套支护方案,并根据三维数值模拟结果,有针对性的提出控制对策。研究结果表明,预应力全锚索支护技术能有效控制顶板变形。     

复杂条件下双连拱隧道信息化施工及应用

殿会坪隧道是常吉高速公路中的一座双向四车道连拱隧道,进口段地质条件复杂,存在明显的偏压现象.左洞开挖过程中右洞出现初支环向开裂,边墙混凝土剥落,地表出现裂缝并有增大趋势,同时洞内周边收敛、拱顶下沉和地表沉降突然增大,变形速率加快.采取及时跟进二次村砌和导管注浆加固洞内周边围岩的措施,右洞洞身变形和地表沉降得到控制.二村应力测试结果反映,二衬内力小于设计强度,满足工程要求.图5,参8.     

煤矿沿空掘巷巷旁支护体参数设计

 国家《防治煤与瓦斯突出规定》中规定"突出矿井开采保护层时,采空区内不得留有煤岩柱".铁法大隆煤矿二水平13^#煤已定为煤与瓦斯突出煤层,现正开采作为保护层的上覆煤层12^#煤.为了在12^#煤中实现无煤柱开采,设计在该煤层采用完全沿空掘巷技术.根据岩梁倾斜理论,确定巷旁支护阻力2860kN/m,煤壁下沉量0.4725m,选取落叶松木直径为22cm,高度240cm,每米巷道支护10根.该方案成功避免了应力集中,解决了该矿沿空掘巷巷旁支护问题,提高了煤炭采出率,创造了良好的经济效益.     

水布垭马崖高陡边坡三维数值模拟研究

应用ＦＩＮＡＬ程序对水布垭马崖高边坡进行了数值模拟研究,分别研究了清江水布垭马崖高陡边坡整体三维应力场、位移场特征,考虑了岩体结构总体上硬下软、断层分布等重要特征,研究了边坡岩体内进行地下洞室开挖后边坡力学状态的改变．基于削坡是水布垭马崖高陡边坡的重要整治措施之一,研究中进行了各种分步开挖工况下的削坡有效性定量研究,对重要工况还同时进行了ＶＩ度地震作用下的动力作用分析．     

水和温度对树脂锚杆锚固力的影响

为了弄清煤矿巷道围岩渗水严重或局部巷道温度升高地段,通用树脂锚杆锚固力往往低于理论计算值的原因,结合现场观测,在实验室通过自行设计的装置研究了一定温度范围内以及室温时钻孔流水和钻孔内积水两种情况下,水对树脂锚杆锚固力的影响程度.实验结果表明:当孔壁渗流水不大时,树脂锚固剂在搅拌过程中,通过摩擦挤压作用,能够堵住某些裂隙出水点,但是一些分散到树脂胶泥中的水滴,会影响锚杆的锚固力;而当钻孔内水量较大,甚至有压力的喷水,树脂锚杆锚固力会大大下降;另外,孔壁温度的升高也会降低树脂锚杆的锚固力.孔壁内水的存在以及孔壁温度的升高是降低通用树脂锚杆锚固能力两个不可忽视的因素.     

金川二矿区分段道布置位置的优化

结合金川二矿区分段道的现场实际,采用数值模拟、相似材料模拟、技术经济比较和工程地质条件比较相结合的手段,对金川二矿区高应力条件下分段道的最优布置位置进行了研究.研究结果表明:分段道布置在溜井上盘,分段道围岩所处应力环境得到改善,围岩自身的稳定性提高,所受采动影响明显减小,有利于分段道的稳定;分段道布置在溜井上盘,虽然采准工程费用增加,但巷道返修费用减少,同时,分段道所处岩体的工程地质条件得到改善,也有助于分段道的稳定.     

高应力软岩巷道围岩二次加固支护技术

泉店煤矿-540m东翼轨道大巷属于典型断层构造带高应力软岩巷道,围岩较为破碎,裂隙发育,应力集中程度较高。巷道易陷入"前掘后修"的恶性循环。针对初次锚网索喷支护方式整体支护强度偏低及整体稳定性较差的特点,通过采用二次支护技术进行围岩加固,有效地抑制了新掘进巷道围岩的离层及变形,取得了良好的支护效果。