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.     

基于时能密度的围岩爆破安全判据实验

为了研究爆破震动荷载作用下巷道围岩的多因素综合安全判据,根据实际工程巷道制作缩尺巷道围岩模型,通过光纤光栅锚杆对巷道围岩在不同围岩压力、不同巷道损伤状态下的爆破震动响应信号进行监测,并对信号进行小波分解,基于时能密度函数计算响应信号的TEDI值,初步建立巷道围岩安全判据。结果显示,TEDI值与巷道围岩损伤程度存在定量关系,基于时能密度函数所建立的巷道围岩安全判据具有较高的可靠性,实际应用中可作为核心技术发展监测、诊断、预警技术,形成金属矿山巷道围岩稳定性评估体系。     

回采巷道底臌力学原理及控制研究新进展

分析了国内外回采巷道底臌力学原理及控制技术方面的研究成果.传统的底臌控制研究均围绕巷道底板进行,难以从根本上解决回采巷道底臌控制问题.通过现场试验及理论分析认为,回采巷道底臌的主要影响因素是工作面超前支承压力,回采巷道底臌主要来自底板破碎岩层的峰后变形,而顶板、两帮的变形对底臌亦产生重要影响,因此,回采巷道的底臌控制与巷道围岩整体稳定性有关,在提高巷道围岩整体稳定性的同时,加固帮、角可较好地控制回采巷道的底臌.参47.     

回采巷道基本顶结构建立及其力学稳定性分析

准确认识回采巷道的矿压显现规律及其稳定性特征是对其进行有效控制的前提,而围岩的结构特征是回采巷道围岩大变形特征的决定性因素.本文讨论不同环境下回采巷道围岩结构特征并建立其力学模型,然后通过变形元件组合模型来模拟材料的变形特性,从而得出回采巷道围岩随时间推移变形的理论支持.     

深部巷道锚杆-锚索-围岩变形协同研究

利用锚杆、锚索在物理力学性能上"刚柔并济"的优越性和互补性来控制深部巷道围岩稳定,已经越来越普遍而重要.针对锚杆(索)与围岩变形不协调,造成局部锚杆(索)发生拉断而导致整体控制失效的情况,通过计算分析深部巷道围岩变形的演化过程,提出锚杆-锚索-围岩变形协同的控制思路和计算方法,以充分发挥三者的整体承载性能,更好地实现深部巷道围岩稳定性控制目标.     

沿空掘巷合理窄煤柱宽度确定与围岩控制技术

进一步掌握沿空掘巷围岩控制技术.以枣泉煤矿12203工作面为研究对象,通过理论计算与数值模拟相结合的方法,确定窄煤柱的宽度为6 m,以沿空掘巷围岩大、小结构的稳定性为理论基础,认为解决沿空巷道围岩稳定问题必须使得围岩小结构与其外部大结构保持相互协调,而保持小结构的稳定性是沿结果表明:空掘巷稳定的根本,根据围岩强度强化理论,采用高强度高预应力锚网索联合支护,并在窄煤柱侧进行注浆加固.经过现场工业性试验,该方法能够有效控制巷道的变形,实现该类巷道的稳定.     

郑州矿区支护现状及对策研究

本文在对郑州矿区埋深小于300m、300～500m和500m以上巷道支护现状分析的基础上,根据巷道围岩特性对围岩的稳定性进行了分类,提出了相应的支护方案,并在郑煤集团米村矿28变电所进行实践,结果表明围岩移动变形得到有效控制。     

地质构造对巷道围岩稳定性影响的预测研究

为准确预测地质构造对巷道围岩稳定性和支护方案的影响,以矿区地质构造纲要图及影响等级评价体系为基础,对山西晋城煤业集团成庄矿区进行了预测研究,编制了矿区地质构造纲要图,分析评价了地质构造对工程围岩稳定性和支护设计的影响范围及影响等级.成功预测了该矿区所处工程环境对围岩稳定性的影响,为巷道支护设计提供了可靠依据.     

基于松动圈测试技术的巷道支护方案设计

巷道围岩松动圈的大小是评定围岩稳定性和确定锚杆长度的重要依据,对双柳煤矿3306工作面回采巷道进行围岩松动圈测试,得出了该工作面松动圈范围。根据松动圈测试结果、巷道围岩松动圈支护理论及我国缓倾斜、倾斜煤层回采巷道围岩稳定性分类方案,最终确定了合理的巷道支护方式及参数,对类似地质条件下的巷道支护设计具有借鉴意义。     

断面形状对巷道围岩稳定性影响的数值模拟分析

利用数值计算方法,研究了断面形状对巷道围岩稳定性的影响。结果表明:断面形状对巷道围岩的稳定性有较大影响。圆弧拱巷道围岩稳定性要远大于矩形巷道。采用矢跨比为0.2的圆弧拱巷道代替矩形巷道,可显著改善巷道围岩应力状况,减小巷道围岩变形量,减少围岩塑性屈服区域,加强巷道围岩的稳定性。     

采动应力作用下陡倾板裂状岩体巷道溃屈破坏

为研究采动应力作用下陡倾板裂状岩体巷道的稳定性,根据现场残矿回采巷道的调查结果,利用安全系数法和数值模拟相结合,分析围岩采动应力变化规律和巷道安全状况.研究结果表明:陡倾状矿体回采后上盘围岩应力高于下盘围岩应力,下一中段矿体回采对上中段巷道应力影响最为显著;采动应力作用是上盘巷道失稳的主要诱因,上盘巷道围岩垂直应力最大值达到7.87 MPa,超过巷道围岩溃屈破坏极限应力.     

基于一次二阶矩理论中心点法的深部软岩巷道稳定性分析

针对深部煤矿软岩巷道稳定性控制问题,利用数理统计和概率论的方法,以支护抗力和围岩荷载为变量,建立了可靠性极限状态方程,并采用一次二阶矩理论中心点法计算出支护失效概率指标,对支护后的软岩巷道围岩稳定性进行了可靠性预测,分析了巷道支护稳定性,并借助数值模拟,进一步验证了该方法的可行性.从现场施工至今,巷道围岩没有出现较大变形,生产情况良好,说明该法计算出的较小失效概率在工程允许范围内,完全符合预测要求.     

巷道锚固岩体刚度控制机理研究

根据锚固构件与围岩的相互作用机理,为了提高巷道锚固岩体的整体刚度,从分析刚度控制对锚固岩体的作用和影响入手,找出影响锚固岩体刚度的主要影响因素,提出以高强度、高预紧力和高锚固力为基础,以锚杆(索)群连锁锚固为核心技术的锚固岩体刚度控制技术,并结合现场试验对其合理性进行分析.研究表明,巷道锚固岩体刚度控制设计合理,能够减少巷道围岩的有害变形,有效控制其稳定性,满足安全经济高效的生产目标要求.     

节理岩体中巷道稳定性分析

采用三轴平面应变巷道模型试验系统,运用数字照相进行变形量测的方法,研究深埋应力场中不同节理倾角和密度的断续节理岩体中开挖巷道围岩破裂区的形成和扩展机理,对巷道的稳定性进行定量与定性评价.研究结果表明:节理密度决定岩体的承载能力,控制巷道围岩的稳定性;在相同应力场中,节理岩体与完整岩体的变形量和稳定性差异显著,完整岩体的变形量小、稳定性好.当巷道收敛率达到2.46％之前,巷道围岩处于弹塑性变形阶段,理论上可以不支护;当巷道收敛率为2.46％～5.00％时,围岩中产生破裂区并快速增大,此时围岩尚有一定的自稳能力,但必须支护以维持稳定,常规的支护方案均可保证巷道的安全和使用功能;当巷道收敛率超过5.00％时,围岩破裂区的发展趋缓,而巷道会发生片帮或冒顶事故,此时围岩已失去自稳能力,需要加强支护来人工稳定;如果延迟支护或支护不当,维持巷道的稳定会越来越困难;当巷道收敛率达到22.80％时,巷道将完全失去安全和使用功能,并丧失可人工稳定的可能.     

煤矿深层地质构造区巷道围岩控制技术初探

在煤矿开采过程中,巷道围岩出现形变成为了影响施工效率和安全,增加施工成本的重要因素,甚至影响施工的顺利进行。对煤矿深层地质构造区巷道围岩采用适当的控制技术有助于加强巷道围岩的稳定性,减少危险性事件的发生。该文就煤矿深层地质构造区巷道围岩的控制难题,初步探究了煤矿深层地质构造区巷道围岩控制技术,以求为今后煤矿地质构造区巷道围岩控制提供新的,有意义的理念和方法。     

矿井巷道围岩与支护系统稳定性的耗散结构

巷道围岩压力与支护能力是一个相互作用与反作用的关系,两者之间必须协调才能取得较好支护效果.将巷道围岩与支护看作是一个复杂系统,利用耗散结构理论分析和研究围岩与支护系统的稳定性,分析了巷道围岩与支架之间的相关性,得出围岩支护的稳定性与支架的支撑能力和围岩的适应性关系.     

基于正交有限元的深井巷道三场耦合分析

为了研究深井开采条件下的巷道围岩控制，阐述了深井巷道围岩体中存在的温度场、应力场和应变场的耦合作用，并且用塑性带厚度来表征它们的共同作用；采用正交有限元方法来考察不同参数、不同水平的变化对塑性带厚度的影响。根据正交实验结果，提出了改善深井巷道围岩体稳定性的措施。     

煤巷围岩稳定性综合分类及锚杆支护形式合理选择

提出一种围岩稳定性综合分类法，用此法研究平顶山矿区煤巷稳定性变化规律，得到了综合评价围岩稳定性的统计判据，可根据巷道条件及实测信息评价巷道稳定程度，并绘制出多指标围岩分类图。文中相应阐述了煤巷锚杆支护形式选择原则。     

深部高应力巷道大变形机理与控制对策

为解决深部高应力大变形巷道围岩控制难题,采用理论分析和现场踏勘的方法,分析了双河煤矿深部巷道大变形机理.提出"围岩改性增强+围岩表面应力恢复+围岩卸压应力转移"相结合的围岩控制对策,并结合实际提出"钻锚注一体化+高预应力多维锚索桁架支护系统+顺层钻孔与巷道基角药壶爆破卸压"成套技术体系,通过现场工业试验,取得良好的技术效果.     

巷道锚喷补偿收缩钢纤维砼支护结构数值分析

巷道支护结构稳定是煤矿安全生产的前提,结合巷道混凝土破坏特征和混凝土材料复合增强原理,提出喷射补偿收缩钢纤维混凝土作为支护材料。以朱集矿-965水平轨道大巷为工况,采用ANSYS数值软件对巷道锚杆-喷射补偿收缩钢纤维混凝土支护结构的稳定性进行数值分析。考虑围岩作用下锚杆与喷射补偿收缩钢纤维混凝土支护体系建立三维有限元模型。采用弹塑性D-P本构模型进行计算,得出围岩-支护结构体系下围岩的应力场、位移场、塑性区以及支护内力的分布规律。通过荷载步设置探讨巷道开挖对围岩稳定性的影响,以及支护结构的受力特征,找出巷道支护结构的"危险点"和围岩的应力集中区。提出喷射补偿收缩钢纤维混凝土的支护措施。通过工业性试验验证了该支护结构体系能够有效地改善和提高支护结构的稳定性。