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。     

“三软”厚煤层顺槽支护技术研究

以某矿2306厚煤层工作面回风顺槽为依托,对三软煤层巷道变形力学机制及巷道锚固支护机理进行理论分析,确定了一次锚杆+金属网+钢筋梯梁和二次锚索关键部位补强的支护方案,采用理论计算与有限元模拟的方法确定了锚固支护参数,完成了400 m长试验巷道的支护研究。结果表明:支护方案合理可行,锚网联合支护是解决三软厚煤层巷道支护问题的有效手段。     

急倾斜松软煤层回采巷道上帮煤体的稳定性控制

为控制新强煤矿急倾斜松软煤层回采巷道上帮变形失稳,采用理论分析和现场实验相结合的方法对急倾斜煤层回采巷道合理支护方式、支护参数和上帮稳定性控制技术进行研究。结果表明：急倾斜煤层巷道的变形与破坏呈非对称性;采用锚杆支护后,影响上帮稳定性的关键因素是巷道底臌的控制,巷道上帮底角是控制的关键部位。新强煤矿采用文中回采巷道支护参数优化设计方案,巷道变形得到了有效控制,取得了显著的支护效果。     

基于灰色模糊理论的巷道锚网支护设计与优化

为解决采空区下薄顶煤巷道支护设计中所面临的各种力学问题,通过七因素三水平的正交实验方案,进行了27次数值模拟实验. 按照三个评价标准,分别分析了各关键因素对巷道稳定性的影响,并筛选出相应的最优方案. 利用灰色模糊理论对巷道支护方案进行了综合评价及整体优化设计. 研究中考虑了支护费用及施工时间等成本性指标,分析了巷道支护后围岩的应力变化、位移特征和破坏机理,制定了可行的施工方案. 所采用的支护技术在窑街煤电公司天祝矿正式投入使用后,取得良好的经济效益.     

顶板窥视技术在巷道支护设计中的应用

通过现场窥视、理论分析等方法 ,系统研究了该类巷道围岩的稳定性特征及与其相适应的锚固支护理论,在此基础上设计了2301大采高工作面巷道锚杆支护方案及支护参数,解决了大采高工作面生产中的支护技术难题。具有实际的应用和推广价值。     

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     

软岩巷道关键部位二次组合支护技术

根据古汉山矿巷道持续变形破坏特征,采用工程裂纹分析理论,深入研究软岩巷道变形力学机制和破坏机理,提出了软岩巷道关键部位二次组合支护技术。     

大采高综采工作面回采巷道围岩控制的探讨

探讨了煤矿大采高综采工作面回采巷道围岩稳定性控制方案,分析了支护方案选择,详细阐述了锚固形式、锚杆长度、锚杆直径、锚杆强度等支护参数设计,不仅丰富了大采高工作面巷道围岩稳定性控制的理论和实践,而且将促进煤矿尽快实现高产高效。     

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。     

承压区采场巷道支护理论与技术原则

承压区采场巷道变形破坏机理极为复杂和多变，其复杂性反映在变形机理的复合性和动态性。本研究将针对承压区软破岩采场巷道的变形破坏机理，提出主次承载区协调作用支护理论与关键支护技术。     

深部复合顶板支护技术的实践与研究

研究了了煤矿生产过程中复合顶板对掘进施工的影响，分析了复合顶板的变形特点，并提出了采用锚杆＋锚索＋架棚联合支护对此类顶板条件下的支护对策。     

隔离桩在隧道侧穿邻近浅基建筑中的应用

针对某地铁新建隧道侧穿邻接浅基建筑采用隔离桩隔离的工程,进行了正交有限元法优化研究.先对比分析了既有建筑对隧道施工引起地表沉降的影响,使用隔离桩(模拟中采用经验隔离桩参数)的隔离效果,以及注浆对隧道稳定性的影响.然后,采用正交有限元方法对隔离桩3个主要参数进行优化设计.研究结果表明:既有建筑的存在改变了原自由地面的沉降槽形状,使变形和支护结构内力增大,隔离桩的打设和注浆对变形和内力有一定的控制作用.隔离桩最优参数为桩长33m,桩纵向间距0.5m和桩距离隧道1.5m.对桩的参数优化分析对于以后的类似工程有一定借鉴意义.     

基于博弈赋权和综合灰色关联的围岩支护评价

为研究隧道围岩初期支护参数设置问题,提出基于博弈组合赋权和综合灰色关联分析的支护参数优选方法。基于正交设计方法开展数值试验,并通过博弈论组合赋权确定评价指标的主客观组合权值。此后,在灰色关联分析中引入TOPSIS（逼近理想解排序法,technique for order preference by similarity to an ideal solution）思想,形成综合灰色关联度的概念,根据综合灰色关联度对评价对象排序和确定支护优选参数,并将其成功运用到青岛地铁工程。结果表明：获得了围岩支护参数各水平的排序,锚杆直径18 mm,长度2.0 m,间排距1.2 m,混凝土厚度220 mm为优选参数,工程应用的各项评价指标均优于原支护,围岩稳定性获得明显提升,表明了所提方法的可靠性和工程实用性,对类似隧道工程提供参考和借鉴。     

缓倾斜薄矿体采场伪倾斜布置及参数优化研究

为了实现高效低成本开采缓倾斜薄矿体的目标,基于对缓倾斜薄矿体开采方法以及铲运机运距的研究,利用数学方法定量分析了伪倾斜采场布置中的各个采场参数之间的关系,得到各采场参数之间的数学公式,为生产实践确定采场参数提供了理论参考标准。针对国内某矿山1～9号缓倾斜薄矿体,在伪倾斜布置理论分析的基础上,运用正交试验方法对矿山采场参数的确定进行优化定量研究,选出最优的采场参数布置方案以及各因素影响采场指标值(采矿生产能力和采场成本)的权重大小,确定最优方案为A2B2C1,即矿体伪倾斜布置方向与矿体倾向夹角为45°、采场宽度8 m、采场沿倾向长度50 m。改善了传统采场参数的定性确定,提供了科学、准确、定量的理论判定依据,使得采场的生产能力得到提升以及采准工程的布置成本减低。此优化方案可推广应用到类似矿山。     

薄煤层上行开采顶板巷道活动规律及支护

小河嘴煤矿2016(24)工作面为201采区24煤层首采面,24煤层厚度为0.3~0.75 m,厚度不稳定,瓦斯含量高,顶板为坚硬的中粒砂岩,在开采时伴有淋水,工作面顶板管理较为困难,月推进度仅为8~30 m,长期达不到设计产量,针对以上诸多问题,矿对上行开采进行了可行性研究,确定对顶板巷道的采用"锚杆+锚索+金属网+钢筋梯"的组合支护方式进行了支护。实践表明:上行开采顶板巷道活动可分为起始活动区、强烈活动期和活动衰退期;加强支护后两帮移近量明显减少,顶底板移近量减少不明显,说明巷道顶底板变形以底板变形为主,在锚网索联合支护作用下,使巷道顶板压力向巷道两侧深部转移,降低了两帮压力,利于巷道两帮稳定。上行开采顶板巷道不同支护区顶板绝对位移量不大,与煤层下沉量相接近,说明上行开采巷道顶板位移较为准确的反映了顶板覆岩的活动情况。     

模糊灰色理论在围岩类别评定中的应用

根据灰色系统理论有关灰关联分析之观点及其新的理论模型,结合模糊集理论有关方法思路,引用一种模糊灰关联模式识别方法,将其应用于硐室开挖围岩类别的评定,有效服务于隧洞工程施工技术方案的决策及管理,在水布垭电站工程中得到实际应用.     

深部高应力松软岩层稳定性监测及实验研究

深部开采中巷道维护理论与浅部有十分明显的区别。这种差别的根源在于岩石赋存环境上的差异，尤其是深部高应力条件下岩石表现出十分特殊的力学行为。通过对宁夏石嘴山一矿38区＋600m轨道巷的工程地质调查、岩石力学实验、围岩变形与应力观测等，获得了宝贵的数据信息，为现场进行工业化试验和最终解决采掘接续和安全开采提供了科学依据。     

浅埋隧道岩土体参数正交反演及衬砌工作状态评价

基于现场监控量测数据、正交设计理论、有限元理论和钢筋混凝土结构相关理论,提出合理评价隧道衬砌工作状态的新思路。即以拱项下沉和洞周收敛监测数据为依据,选取典型围岩物理力学参数,设计正交试验方案,采用有限元正交反演分析,得到岩土体计算参数;在此基础上通过有限元正分析,计算隧道衬砌内力,综合确定最危险截面;再根据钢筋混凝土结构理论计算衬砌的设计内力,提出采用衬砌结构安全度来评价隧道衬砌的安全状态,并将其工作状态分为安全、极限和危险3个状态。最后,以马鞍山隧道工程为例,对其衬砌结构的工作状态进行评价,得到其安全度为1.124,基本处于安全可靠状态,可为相关隧道的设计和施工提供借鉴和参考。     

深埋隧道围岩应变软化模型参数的正交设计

研究高应力环境下岩体单元塑性软化变形对深埋隧道围岩位移的影响规律,采用基于莫尔库仑与拉破坏复合破坏准则的应变软化模型对深埋隧道的开挖卸荷进行数值仿真,按照正交实验方法设计计算方案。根据计算结果,得出应变软化模型力学参数对围岩水平收敛位移影响程度的大小,建立围岩水平收敛位移与应变软化模型力学参数之间的经验公式,为深埋隧道围岩的稳定性分析提供了理论依据,对实际工程施工也有重要的参考价值。     

采动区建筑物动态移动变形规律模拟研究

在相似材料模拟试验的基础上，全面研究了采动区建筑物移动变形随时间变化的动态规律，并对基础加固后的建筑物移动变形情况进行了对比分析，提出可以采用梁弯曲理论对采动区建筑物进行研究。