大采高大断面六边形顺槽巷道相似模拟研究

针对目前大采高的特点,提出顺槽巷道采用大断面六边形巷道,并采用相似模拟实验研究了该巷道应力分布及围岩的变形破坏方式;得出巷道围岩水平与垂直位移规律、围岩裂隙演化及破坏规律;从巷道稳定性理论出发,提出六边形巷道最优断面的设计方法;分析了大断面六边形巷道的可行性、适用性及其优越性。为大采高顺槽巷道的维护提供了全新的理论和方法。     

近距离煤层巷道锚杆锚索联合支护参数数值模拟研究

基于甘庄煤矿近距离煤层巷道锚杆锚索联合支护参数设计,从近距离煤层巷道围岩实际及本矿巷道支护现状出发,采用MIDAS/GTS数值模拟,分析了近距离煤层巷道围岩位移、应力分布及破坏范围;研究了不同因素对巷道围岩变形与破坏的影响,设计得出合理的支护参数,进而提高锚杆锚索联合支护参数设计的科学合理性及实用可靠性,进一步发挥锚杆支护技术的潜力,为近距离煤层巷道支护提供理论依据及技术支持。     

含有软弱夹层的巷道系统随机分析

从随机观点出发，详细地分析了穿过含有软弱夹层岩体的巷道系统可靠性。巷道系统的破坏概率受巷道断面破坏概率、巷道长度、破坏区长度、弱层发生率、弱层长度的分布函数等多因素影响，不能简单地用巷道断面破坏概率反映整个巷道系统的质量状态。     

深部软岩巷道围岩分区破裂模拟实验

为研究深部软岩巷道破坏特征和机理,采用与实际工程岩体结构相似的巷道围岩物理模型进行三维模拟试验,考虑了不同应力水平、岩性(软岩和硬岩)、岩体结构特征(节理及层理分布)以及支护形式等因素,通过对比分析在弱、强支护条件下围岩内部不同深度的应力状态和位移,归纳出巷道围岩分区破坏的原因和影响因素,同时提出了主应力方向的旋转对巷道围岩的破坏作用,初步认为深部巷道分区破裂主要是剪切和张拉破坏共同作用的结果,这对于探索软岩巷道变形破坏规律和指导支护技术具有重要意义.     

李子垭矿回采巷道底臌原因分析

本文借助于有限元计算方法,研究了巷道围岩,特别是底板岩层在自重应力及采动影响下的应力分布和破坏情况,找出了李子垭矿回采巷道底臌原因及影响因素,为制定防治回采巷道底臌措施提供了依据,对研究其它矿的巷道底臌问题也具有指导意义。     

大倾角煤层回采巷道断面适应性

基于大倾角煤层回采巷道围岩应力显现规律,采用数值分析方法对不同类型断面巷道的围岩塑性区及应力非对称分布特征进行研究,并建立异形断面巷道围岩破坏力学模型,确定其合理的支护方式.结果表明,大倾角煤层回采巷道围岩塑性区沿煤层倾斜方向演化,顶底板破坏深度大于两帮,且两帮破坏程度差异大;巷道断面形状不同,导致巷道围岩应力集中程度、塑性区及变形量等有很大差异;拱形巷道围岩变形适应性好,异形巷道两侧的顶角煤易发生剪切破坏,但考虑回采巷道掘进、设备运行及服务年限等需求,常用异形巷道;采用"锚网+钢带+锚索"的支护形式,加强异形巷道顶板帮及坡顶煤的支护,满足支护阻力大于F1和F2,可明显减少巷道围岩变形,保持巷道的稳定性.     

急斜煤层群重复采动沿空软岩巷道变形破坏机理

急倾煤层沿空软岩巷道变形破坏机理复杂,多次采动影响下巷道维护难度大.利用现场调研实测、物理相似模拟实验和数值模拟分析,对赵家坝急斜煤层群重复采动沿空软岩巷道变形破坏机理进行了深入分析结果表明:赵矿急斜巷道变形破坏是十分复杂的时间、空间问题,即在初次采动阶段:非对称岩体结构及应力分布导致巷道变形失稳;二次扰动阶段:非对称原岩应力释放机理导致巷道变形失稳;三次、四次扰动阶段:拱脚效应与层间压剪变形失稳机理导致巷道变形失稳,为该类型巷道支护形式与参数的选择提供了科学依据.     

基于SMP准则的巷道松动圈计算及数值模拟研究

为了研究巷道开挖后巷道周边应力分布特征及松动圈半径的大小,根据SMP准则探讨了松动圈形成的力学机理,提出了松动圈半径的计算公式,并应用数值模拟的方法得出了巷道围岩应力、位移、破坏的分布特征。结果表明理论分析与数值模拟的结果是一致的,对井下支护设计具有借鉴意义。     

孤岛工作面窄煤柱尺寸模拟

基于查庄煤层地质条件,利用数值模拟法确定合理的煤柱宽度。采用数值模拟软件FLAC3D建立了坚硬顶板孤岛工作面数值模拟力学模型。模拟方案确定为四个,煤柱宽度分别为2m、3 m、4 m和5 m,研究了巷道围岩垂直位移和水平位移分布、塑性破坏状态、垂直应力和水平应力分布情况。研究表明,在孤岛工作面中,由于回采巷道受采动影响较大,巷道变形破坏极其严重,水平应力和垂直应力也相应增加,是造成巷道顶板下沉和底臌以及两帮变形破坏的主要原因。煤柱宽度为4 m时,无论从经济上还是技术上都最为有利,此时巷道变形破坏较轻微,围岩位移量较小,对巷道维护有利。     

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。     

不同岩性条件下巷道围岩变形破坏特征数值模拟研究

运用FLAC2D有限元数值模拟的方法,研究和分析不同岩性条件下围岩变形破坏的应力分布和破坏规律。模拟结果表明：无论巷道断面的哪个位置,都表现出巷道处于断层破碎带岩性下时,应力影响范围及塑l}生变形破坏范围较巷道处于正常岩性下时大,而应力峰值表现出较正常岩性下时小;巷道帮部肩窝处应力集中表现出较其他位置时应力峰值大。本文实验的研究对于井下煤矿开采巷道设计、工作面回采以及地质灾害的防治等方面具有一定的理论与实际意义。     

厚煤层分岔区下分层回采巷道位置选择

针对分岔厚煤层下分层难以确定回采巷道位置这一问题,通过采用室内试验对夹矸层和3下煤层受采动影响破坏进行分析。采用数值模拟对6种不同方案下围岩的应力分布规律、巷道变形特征和塑性区分布情况进行分析,结果表明:与煤柱中心的水平间距为30m处巷道围岩稳定性较好,其巷道围岩塑性区范围及变形量小。通过现场监测对巷道稳定性进行验证,表明在距离残余煤柱30m处布置回采巷道,围岩的变形量比较小,巷道围岩具有良好的稳定性。研究结论为类似条件下的巷道位置选择提供了借鉴。     

软岩巷道支护优化设计与模拟分析

基于云南观音山煤矿已有的煤层地质条件,针对位于泥质松软岩层中的二井+1100m水平运输大巷破坏严重,原软岩巷道支护设计不能满足使用要求,重新优化了支护参数,并进行模拟分析。采用数值模拟软件FLAC3D,建立了原支护巷道工程地质力学模型,分析巷道变形破坏过程中的应力分布情况,巷道周围形成"两侧"应力集中,常常造成巷道两边剪坏,无锚索支护时,巷道拱顶应力集中程度较高。根据结果重新进行了锚网索支护参数设计,并进行了对比分析。结果表明:增加了锚网索支护后,剪应力分布较为均匀,使巷道深部岩体也承担了浅部围岩的支护荷载,从而减小了巷道的变形量,通过锚索的作用,调动了巷道深部围岩的强度,从到了对巷道浅部围岩的支护效果。     

缓倾斜倾斜煤层回采巷道断面选择研究

以石炭井一矿５＃煤层上分层回采巷道为例，对缓、倾斜煤层回采巷道的４种断面形式进行了有限元模拟分析，指出了缓、倾斜煤层和近水平煤层中，回采巷道的应力、应变分布及塑性破坏特征。提出了缓、倾斜煤层回采巷道的合理断面形状和支护方式，为工程设计和实际应用提供了科学依据。     

煤矿软岩巷道顶底板剪切变形破坏机理

通过石嘴山一矿38区 600 m轨道巷表面收敛监测及变形破坏的研究,总结出了变形破坏特征。以矿山压力假说为前提,对巷道围岩典型破坏特征作出理论推断,建立巷道顶底板的力学模型,并应用关键层理论、块体理论、弹性力学对巷道变形破坏进行理论分析与求解,得出了巷道顶底板发生剪切破坏判定条件,并用FLAC3D数值模拟验证其正确性,为深部巷道支护提供了新的理论依据。     

基于模糊综合评价的深部巷道破坏定量风险评估

深部金属矿地质条件和开采过程的复杂性导致巷道破坏时空分布复杂.以阿舍勒铜矿深部采区为研究对象,综合考虑地质赋存条件、开采影响和微震监测数据三方面的评价指标开展巷道围岩破坏风险定量评估研究.采用熵权法确定了不同评价指标的权重分配,权重占比前五的评价指标均为微震参数,其权重占比和超过80%,表明微震参数在巷道破坏风险评估中占主导作用.基于模糊综合评价方法的巷道破坏样本数据的评估准确率接近90%,能够实现大范围区域性巷道破坏风险定量评估,满足深部金属矿山区域性地压灾害防控与系统性开采过程优化调控的需要.     

深部巷道底板锚杆支护数值模拟

为研究深部巷道底板锚杆支护技术,采用RFPA~（2D）数值模拟软件,模拟有无底板锚杆支护情况下的深部巷道破坏情况。结果表明：有底板锚杆支护的深部巷道与无底板支护的相比,巷道周围应力分布均匀,抗破坏能力强,底鼓变形量小;巷道底角锚杆和底板锚杆对底鼓量的控制起重要作用。该结果可为深部巷道底鼓防治技术研究提供参考。     

跨采巷道的变形破坏与控制关键

本文介绍了动压影响下底板破坏机理，以及不同位置的跨采巷道受工作面回采的应力分布特点，并简单概括了跨采巷道围岩稳定控制的关键。     

复合顶板巷道围岩变形与破坏特征数值模拟

为了研究复合顶板巷道围岩变形及破坏规律,结合镇城底矿工程实际,应用RFPA分别模拟了一般顶板巷道和复合顶板巷道开挖后围岩的动态变化过程,得出了复合顶板条件下巷道围岩变形和破坏的特征,从而为该矿巷道的支护设计提供科学依据.     

综放回采巷道锚网索支护设计

针对放回采巷道为全煤巷道,受采动影响巷道围岩变形大,破坏严重的问题,为了解决该类巷道支护问题,通过应用工程类比法、理论计算法,对山河煤矿首采工作面回采巷道变形破坏特点设计出合理的支护方案,确定了锚杆、锚索的长度及间距排距和预紧力四个关键支护参数。巷道矿压观测数据表明该方案有效的控制了巷道变形与破坏,取得良好的经济效益。