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.     

对金川矿区不良岩体水平巷道地压活动规律的几点认识

本文着重阐述了对金川矿区不良岩体平巷地压活动规律的几点看法。通过现场调查,特别是根据较大量的现场围岩变形量测的资料,结合进行非线性YPZ-2程序的有限元分析和室内模型试验。采用这些综合方法研究,得出如下规律:1.金川矿区不良岩体具有明显的流变特征,如果支护得当,多数巷道地压基本属于稳定性流变地压。2.金川二矿区Ⅱ-Ⅱ岩组喷锚网支护的双轨巷道围岩移动范围约为8～9米,围岩松动圈一般大于1.5米,小于2.5米。3.巷道围岩内出现两个压缩区,一个膨胀区和一个松动区。压缩区对圃岩起支撑作用,而松动区别为支护所抑制,从而使巷道处于稳定状态。4.金川矿区岩体存在较大的水平构造应力,它对巷道地压活动特点有重要影响:5.金川矿区在以绿泥石片岩为代表的膨胀性岩石中,在风干、遇水后将产生不可忽视的膨胀压力。 最后,本文依据岩石力学原理从巷道布置、巷道形状,支护结构、支护施工程序和排水疏干等方面扼要地提出了金川矿区不良岩体巷道地压控制的主要方法和措施,强调采用监控法施工,使巷道维护既安全又经济。     

金川不良岩体分类及其巷道支护研究

根据岩组类型、岩体结构类型及其工程地质特征，给出了按稳定性划分的金川矿区工程岩体分类表，不良岩层为其中不稳定和极不稳定两类；分析认为，金川不良岩层具有岩体单块强度高等四个特点，不良岩层巷道围岩变形具有围岩变形量大和流变变形显著两个显著特点，据此给出了三条支护设计原则；根据在金川二矿区进行不良岩层支护试验的实践经验和金川不良岩层巷道支护原则，给出了适用于各类不良岩层巷道的支护设计方案。     

金川高应力碎裂岩体巷道变形与支护技术研究

分析了金川高应力碎裂岩体巷道围岩变形量大和流变变形显著这两个特点及其原因 ,给出了一次支护采用强力锚喷网、采用主动支护方法和提高第二次支护强度 3条支护对策 ,指出锚注支护是适合于金川高应力碎裂岩体特点的合理支护形式 ,并在金川二矿区 1 1 98水平修复巷道中成功试验了锚注支护 图 5 ,参 6     

采准巷道快速掘进与支护研究

本课题是为了加快金川镍矿采准巷道的掘进成巷速度、保证巷道应有的稳定性,根据中国有色金属工业总公司(83)中色科字第871号文设立的研究项目。由金川有色金属公司、长沙矿山研究院和北京钢铁学院共同承担、分工合作。其中巷道支护部分的研究为我院负责研究与设计的主要任务。从1983年9月开始,针对金川二矿区“中瑞技术合作项目”,中上向机采盘区的条件,采用光面爆破与喷锚网支护技术经过三年的试验研究完成了课题研究的任务,达到了预期的目标,通过了部级技术鉴定。 我院采矿系金川课题组主要进行了该项目中的以下研究工作: 一、针对节理岩体中较大断面动压巷道等生产技术条件,通过试验,确定了以缝管     

金川矿区深部巷道围岩流固耦合稳定性数值模拟

 地下水渗流会影响巷道围岩力学性质,本文结合流固耦合基本原理,以金川二矿区深部巷道为例,采用MIDAS/GTS建立了金川二矿区1000m水平某巷道流固耦合模型,研究渗流对围岩应力场、围岩变形及开挖卸载影响。计算结果表明,渗流作用对巷道围岩竖向应力的影响大于水平应力,渗流也导致围岩最大、最小主应力比无水时偏大。渗流和无水状态下围岩变形空间分布具有相似性,渗流对巷道围岩水平位移影响相对较小,但对围岩竖向位移影响较大,其中巷道拱部竖向位移明显大于无水状态,渗流时拱部最大位移约为8.2mm,而无水时仅2.3mm左右。因此,渗流效应将导致巷道顶板稳定性变差。开挖卸载对渗流场的影响表明,开挖后巷道周边压力水头迅速降低,孔隙水压力最小降为零,且孔隙水压力也从水平层状分布变为沿巷道轮廓环形带状分布。     

基于FLAC3D金川二矿区双中段充填法开采回采顺序研究

金川二矿区双中段开采属于高地应力下开采,面临水平矿柱、大体积回填体失稳等诸多风险,为了保证金川矿区生产安全,该文针对金川二矿区中双中段开采稳定性问题,以金川二矿区1 000 m中段与850 m中段同时开采为研究对象,建立矿体三维模型,采用数值模拟方法进行回采顺序优选,设置三种对照方案,分别为:从左到右依次开采、从两边到...     

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.     

采矿引起的构造应力场变动与地表开裂的关系

青藏高原的持续隆起,从西南方向挤压中国大陆板块,决定了金川矿区的地应力水平和分布特征,所以构造应力和断层分布,以及采矿扰动,是影响金川矿区稳定性的关键因素。在考虑水平最大构造主应力作用的基础上,建立了平面应变弹塑性有限元模型,用于模拟研究金川二矿区一号矿体在采矿过程中地表附近岩体应力状态的变化过程。模型半定量地给出了地表开裂的力学原因,并对地表裂缝的进一步发展作了预测。模拟得到的地表开裂时间和地表裂缝分布的范围均与实际情况相符。基于此模型,进一步研究了回采1150水平矿柱对矿体稳定性的影响。     

试论二次动压巷道支护设计与参数优化

煤矿挖掘工作通常是一项连续不断的工作,它对各项工作之间的衔接要求较高,因此,有的情况下会对煤矿巷道进行二次使用,这就会造成动压巷道内的气压不稳定,导致动压巷道扭曲变形,严重影响巷道支护维护工作,为了提高二次动压巷道支护的承压能力,应该对支护进行优化设计,并给出详尽的设计参数。本文首先介绍了某矿区的工程概况;接着分析了某矿区巷道采用的支护技术现状和存在的问题;然后用正交数值试验设计的方法对二次动压巷道锚固支护模型做出设计;最后,对二次动压巷道锚固支护技术的参数提出优化。     

金川二矿区不良岩层巷道地压活动规律及控制方法的研究

本文从理论和实践的结合上阐述了不良岩层巷道维护问题。其要点是:①找出了1978年以前金川在不良岩层中采用多种支护型式都难以维护的根本原因是:把流变体围岩稳定问题视为单纯的传统支护结构问题;②确定了不良岩层的基本属性为易发展为松散体的流变体,从理论上阐明了不良岩层巷道必须分次支护的理由;③查明了不良岩层巷道地压类型,以流变体变形地压为主;④总结了地压活动基本规律,分析了在围岩纵深12米范围内,最终出现的二个压密区、一个松驰区、一个松动区,压密区实际上是承载环,在围岩稳定过程中起着关键作用,从理论上解释了金川不良岩层巷道围岩稳定过程;⑤采用了信息化设计——现场监控设计法;⑥提出了金川不良岩层巷道支护原理和设计方法,即根据岩层不同属性,不同地压来源,从分析地压活动规律入手,运用信息化设计法,使支护特性和施工工艺过程不断适应围岩变形的活动状态,以达到抑制围岩变形、维护巷道稳定的目的。     

基于多因素分析法的巷道支护分级与支护参数优化

为解决金川三矿区东部贫矿巷道支护破坏变形问题,通过优化的层次分析法构建了支护影响因素层次结构分析模型,实现了巷道分级可视化应用;针对巷道支护破坏变形严重区域开展巷道支护破坏变形特征及机理分析,提出了巷道支护优化方案;并利用FLAC3D构建数值模型,开展了支护方案支护效果对比分析。研究结果表明：破碎岩体在外部水平构造应力为主的高应力环境下,采用“锚网喷”支护可以有效改善巷道周围塑性区、应力场和位移的分布特征;相比螺纹钢锚杆,玻璃钢锚杆所受轴力较低,可以有效改善锚固水泥浆的应力状态,进而减小锚固段长度,在支护效果、材料成本上具有一定优势。     

袁店二井地应力分布规律及围岩稳定性控制研究

为解决袁店二井煤矿巷道变形严重的问题,采用应力解除法在矿区3个测点进行了地应力测量,分析了袁店二井地应力分布规律,为巷道围岩的有效控制提供了参考,并对该矿井巷道优化布置提出了可行性建议。     

金川Ⅲ矿区硐室围岩蠕变特性与支护时机

针对金川Ⅲ矿区硐室围岩蠕变控制问题,通过对破碎工程系统中大件道工程围岩变形的监测发现有明显的流变特性,即包括急剧变形、减速变形以及变形趋于稳定的三个阶段.分析了围岩应力环境、矿物成分和地下水对硐室围岩变形的影响,提出了适合高地应力构造影响带围岩流变模型,并对流变参数作了分析.根据金川岩体流变过程是由弹性、塑性、黏弹性和黏塑性等多种变形共存的一个复杂过程,呈现出高度的非线性的特征,从理论上分析二次支护的最佳时机,即金川Ⅲ矿区深部岩体在开挖并进行一次支护后的第3周内可作为最佳的二次支护时机,允许变形量应控制在50～150 mm.     

二次动压巷道支护设计与参数优化

采用正交数值试验和灰色理论中的关联度分析,进行阳泉矿区二次采场巷道的分析与支护参数优化决策.选择13因素3水平的正交试验方案,进行27次试验,分析了不同应力状态和支护参数的巷道稳定性与变形特征.在计算中采用巷道稳定性和变形收敛率等多种评价指标,进行了局部优化;考虑支护成本和施工难易等因素,采用灰色理论,进行最佳方案的关联度分析.该研究已应用于阳泉矿区二次采场巷道支护设计,并取得较满意的支护效果.     

软岩开挖卸荷变形及支护效果的数值模拟

金川Ⅱ矿区岩体属于高应力软岩,文章研究了深部软岩巷道开挖卸载过程中围岩变形及支护效果等问题,通过建立3D有限元模型对巷道开挖进行动态模拟,并对巷道不同支护情形下的围岩变形进行对比分析。结果表明:巷道开挖卸载引起周围岩体应力释放,致使围岩向巷道径向挤压,产生的最大位移达到13.1cm,影响巷道的安全使用;采用U型钢+底部反拱共同支护后,对巷道两帮及顶板的支护效果比较明显,巷道两帮围岩的水平位移减少6.1cm,顶板围岩的沉降范围减少,且围岩应力释放速度减缓,但对巷道底板围岩的支护未达到要求,底板隆起值增加1.5cm;采用全断面喷锚支护后,巷道顶、底板处围岩的竖向位移显著减小,同时巷道两帮围岩水平位移也相应减小,但围岩应力释放的速度加快。     

金川公司二矿区网络优化改造研究

金川公司二矿区是一个国有特大型的镍生产基地,由于近年开采的不断延伸,二矿区通风网络的一些弊端也逐渐暴露出来.金川二矿通风网络中风机效率较低,内部漏风较大;循环风严重;风机有效能力低下,通风系统不稳定.本文以通路法为原理,利用矿井通风仿真系统软件对该矿的1150水平通风系统进行调节和改造.     

构造带围岩特性实验及流变规律分析

为了分析构造带围岩的力学特性及流变规律,针对金川三矿区深部岩体,进行电镜扫描、X衍射和岩石力学试验,分析地质构造对围岩的损伤机理,岩体物相成分和岩石的峰前、峰后力学强度,揭示构造围岩发生流变的内在原因;在考虑不同深度巷道围岩变形特点的基础上,采用数值模拟分别对侧压系数为0.8,1.0,1.2和1.4这4种情况下的围岩14月的流变进行计算,获得不同侧压系数下的流变曲线.应用流变力学方法建立金川已支护围岩的典型流变特征方程.研究结果表明:侧压系数越大,流变越明显,后期呈加速趋势,边帮位移可达33 mm;现场监测数据和计算结果较接近,表明金川深部围岩会在支护后相当长的时间内存在明显的流变,不利于服务年限较长的巷道工程的稳定,应采取适当的加固与支护措施.     

总目录

肠作者方祖烈孙遇春廖国华期号页码 11 1 154 211几﹄n︸SJ任OU0‘3J任,曰OU金川二矿区不良岩层巷道地压活动规 律及控制方法的研究铲运机工作机构优化设计矿山边坡破坏模式分析用微型电子计算机绘制矿山巷道系统 立体图湿式磨矿机橡胶衬板的研究 关关于炉渣结构的共存理论中锰白口铸铁的组织对其抗磨性的 影响喷吹稀土球墨铸铁的研究炉渣脱硫的定量计算理论连铸中间包钢水停留时间分布的模拟 研究高锰钢中饰的溶质平衡分配系数K。 的测定及柿对锰、硅、K。值的影响铬镍相铜高强度铸钢断口分析小方坯连铸机铸坯质量研究吴雨沛许刚陈于恒…     

金川深部典型岩石岩爆倾向性多因素综合评判

以金川二矿区深部为研究对象,通过对其花岗岩等6种典型岩样进行峰前卸载等多种常规力学实验研究,结合现场勘察数据,采用基于岩性、围岩、应力条件等不同评判角度的单一岩爆判据：强度脆性系数法、Barton法、弹性应变能指数法和围岩质量RMR法,分别对6种典型岩样进行岩爆倾向性理论预测,并引入模糊数学综合预测方法,以上述各单一判据结果为指标,运用专家评估法确定因素影响权重。多因素系统评价金川二矿区的岩爆倾向性。结果表明,传统单一岩爆预测判据方法不适合金川特殊地质环境。采用模糊数学综合预测方法多因素系统分析发现。花岗岩、大理岩等6种岩样均具有弱岩爆发生倾向,其结果与现场符合较好。对矿山下阶段安全、高效生产中的岩爆防治有一定的科学指导意义。