松软复合顶板巷道锚固技术数值模拟

为解决镇城底矿22409工作面尾巷支护问题,应用RFPA~(2D)软件对松软复合顶板条件下煤体-煤体巷道和煤体-煤柱巷道在不同支护方案时围岩的变形破坏特征和支护效果进行了数值模拟研究。结果表明:松软复合顶板条件下,煤体-煤柱类型巷道相对于煤体-煤体类型巷道来说,围岩变形破坏严重,且支护难度大,应加大支护强度。该成果为确定和优化锚杆-锚索支护主要参数提供了依据。     

动力扰动下含软弱夹层巷道围岩力学响应特性

 为了研究动力扰动下有无软弱夹层对巷道围岩稳定性的影响,利用大型通用有限元软件Abaqus 对冬瓜山铜矿深部出矿巷道受到采场爆破作用下围岩的力学响应进行了数值分析并提出支护优化方案。结果表明：由于软弱夹层的存在,巷道拱顶和底板竖向应力波动幅值大于无软弱夹层巷道,底板竖向应力波动幅值变化较明显,而巷道拱顶和底板水平应力波动幅值却小于无软弱夹层;巷道拱顶和两帮的变形明显大于底板,对于无软弱夹层的巷道围岩变形明显大于有软弱夹层巷道,且变形速率较大;离爆炸源越远巷道围岩的应力和变形越小,但变化不明显,并在动力扰动0.15 s 左右后趋于稳定;基于对冬瓜山铜矿现场调查,发现巷道顶板冒落破坏形式,从而提出支护优化方案,使得巷道围岩变形是无支护时的1/3,有效地控制了巷道围岩变形。     

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。     

深部巷道围岩稳定性控制技术研究与实践

针对邢东矿深部巷道围岩大变形、支护系统严重损毁等矿压显现特征,在分析深部巷道变形破坏机制的基础上,认为改善浅部围岩力学性质、提高支护系统强度是控制深部巷道围岩变形破坏的有效途径,并据此提出了集强力锚杆索、钢管混凝土支架、滞后注浆加固技术于一体的联合支护技术,并阐述其控制机理。建立了钢管混凝土支架力学模型,得出新型钢管混凝土支架承载力及其对巷道承载体系提供的支护反力,并综合应用理论计算、数值模拟优化和工程类比等方法确定其控制方案。现场实践表明,采用该方案2个月后,围岩变形趋于稳定,两帮变形量小于150 mm,顶板下沉量为94 mm,底鼓变形量为79 mm,有效解决了深部巷道变形失稳问题,并为类似深部巷道围岩控制提供了理论和技术支撑。     

泥化弱胶结软岩巷道底板变形破坏机理分析

煤矿软岩巷道极易发生变形破坏,底臌量大是其重要的特征.以新上海一号煤矿副井绕道巷道为工程背景,研究了泥化弱胶结软岩巷道底板的变形破坏机理.从现场选取岩样进行室内实验,研究发现围岩具有强度低、胶结程度差、遇水泥化软化、吸水膨胀等特殊的物理力学性质;结合现场监测数据和数值模拟结果,巷道底板变形速度快、持续时间长、总变形量大且不收敛,是以流变和膨胀为主的非线性大变形;底板破坏与变形增加的趋势一致,塑性区发展速度前期快,后期慢,但范围不断扩大;通过机理分析,巷道底板的变形破坏是在水和构造应力耦合作用下的恶性循环的结果,底臌为流动膨胀复合型,治理的关键是治水和加强支护.以上述理论为指导,对巷道支护方案进行了优化,监测数据显示底板变形破坏得到了有效控制.     

深井长距离大断面回采巷道支护方案优化

为解决文家坡煤矿4101首采工作面长距离大断面回采巷道顶板下沉量大、钢带变形严重以及帮部破碎扩容显著等围岩失稳带来的支护质量差甚至支护失效现象,采用钻孔窥视仪对巷道进行布孔观测和工程类比法对原支护方案进行优化。结果表明:采用优化方案后,顶板下沉量从600 mm降低到100 mm,并且钢带受剪切变形显著减少;巷道尺寸收敛现象为50~100 mm,低于优化前的300 mm.为避免巷道变形严重,在监测监控基础上增加支护强度是合理可行的。     

大跨度变形巷道复合注浆与锚固联合修复技术

王坡煤矿二采区集中轨道巷地应力条件复杂,出现大范围的严重变形,钻孔窥视结果表明,顶板上方2.5 m内出现大量离层。通过对巷道的变形和受力特征分析认为集中轨道巷变形的主要原因是锚杆支护系统的支护强度偏弱和采动影响。结合现场巷道变形条件和现有巷道加固技术,提出了复合注浆与锚固联合修复方案,实践表明该技术对于大跨度高应力变形巷道的控制具有较高的应用价值。     

深井岩巷破坏机理与支护优化研究

岩巷的稳定性评价与支护设计对深井岩巷掘进和维护十分重要。为了开展深埋煤矿岩石巷道围岩稳定性分析和锚网支护参数优化分析,以文家坡煤矿深埋一号辅助运输大巷为工程背景,采用多种监测手段完成了岩巷变形特征的实测分析,然后运用数值模拟的方式从巷道围岩塑性区发展规律和围岩应力变化特性两方面分析了巷道围岩变形破坏机理,最后根据现场监测和模拟结果优化了该巷道的支护方案,并进行了模拟验证。结果表明:随着巷道不断地向前掘进,巷道两帮围岩塑性区厚度先增大直到逐渐稳定,自重引起的水平应力使巷帮向巷道内收敛,顶板产生剪切破坏,两帮产生劈裂破坏;原支护方案作用下巷道围岩变形量非常小,锚杆(索)支护方案过于保守。将帮部锚杆长度由2.7 m优化到2.3 m后,在其他支护参数保持不变的情况下支护可以满足巷道稳定性的要求。     

海孜煤矿-1000m巷道围岩变形破坏机理及支护对策

为探究海孜煤矿-1000m巷道围岩的变形破坏机理,在室内试验、地应力测试的基础上,采用数值模拟的方法对巷道开挖后受力情况进行分析,在现有支护的基础上对支护结构进行优化,并通过数值模拟对新旧支护方案的支护效果进行对比。结果表明,新的支护方案对-1000m巷道变形以及围岩破碎区的控制效果显著。     

基于耦合支护技术的煤巷锚杆-锚索支护参数优化

针对山脚树矿21108回风巷支护后产生的变形过大,依据耦合支护技术的设计思想,对山脚树矿21108回风巷现有支护中锚杆、锚索的支护参数进行了优化,计算得到了新的基于耦合支护技术的合理支护方案,并通过数值模拟的方法对优化方案及原始方案进行对比分析.研究结果表明：耦合支护设计不但有利于围岩的稳定,同时可以改善岩体的自身承载能力,优化后的合理支护方案比原方案的支护效果要好,巷道变形得到有效控制.     

大倾角煤层巷道支护方式设计与应用

通过现场调查、观测及实验室相似材料模型实验 ,分析了大倾角煤层巷道围岩的变形和破坏特征。以此为基础设计了大倾角煤层巷道支护方案并应用于生产实际 ,取得了良好的技术经济效果     

深埋巷道地应力特征及优化支护设计

针对深部巷道地质环境复杂及围岩变形剧烈、巷道变形量达数百毫米的现状,提出以地应力测量为前提、测力锚杆全程监测为基础、高预紧力全长锚固技术为核心、通过数值模拟加以修正的动态支护优化设计方案。以淮南潘三煤矿1621(1)工作面运输巷道为例,采用应力解除法对地应力进行实测,在巷道关键位置安装测力锚杆实时监测并记录锚杆轴力,结合数值模拟对优化前后的支护方案进行对比。结果表明,深部巷道以水平应力为主,随着巷道掘进方向与最大水平主应力方向夹角的增大和主应力差的增加,巷道变形迅速增大;采用现有全长锚固支护时施加的预紧力较低,巷道浅部顶板变形剧烈,未能发挥全长锚固的优势;采用高预紧力结合全长锚固优化支护来提高围岩的抗变形能力,改善围岩特性,增加围岩有效应力,可减小巷道变形,优化支护效果比较显著。     

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。     

深部软岩巷道耦合支护优化设计及应用

针对旗山矿-1000m水平北翼轨道联络大巷的具体工程地质条件，分析了巷道变形、破坏状况及其原因，提出了该巷道工程支护备选方案。在此基础上，对几种备选方案用数值模拟进行了优化选择和耦合设计，提出了锚喷网索＋底角锚杆＋注浆的支护方案。现场施工监测结果表明，该设计方案可有效控制该类巷道围岩的稳定。     

大倾角煤层巷道支护方式设计与应用

通过现场调查、观测及实验室相似材料模型实验,分析了大倾角煤层巷道围岩的变形和破坏特征。以此为基础设计了大倾角煤层巷道支护方案并应用于生产实际,取得了良好的技术经济效果。     

综掘工艺在“三软”煤层中的应用

桃园矿71煤为“三软”煤层且富含水，为加快71 31风巷准备速度，采用综掘工艺施工，并分别尝试了几种支护方案，通过各个方案的比较和优化，确定了采用直腿U型钢、菱形金属网支护，配合锚索锁腿补强支护的方案。较好的解决了巷道单进不高，变形量大的难题，明显的加快了掘进速度，达到了减少投入、安全掘进的目的，创造了一定的经济效益和社会效益。     

不连沟煤矿工作面辅助运输巷道围岩控制技术

巷道支护选择设计直接影响到巷道围岩的控制效果。针对不连沟煤矿工作面辅助运输巷道煤体竖向裂隙发育、侧帮围岩破碎严重等问题,通过分析不连沟煤矿F6103工作面巷道维护的现状和原支护设计,提出以增强支护强度和加固破碎岩体为目标的控制优化方案。工程实践显示了采用支护优化方案,提高了围岩的稳定性,解决了巷道变形和失稳难题。     

小煤柱二次动压巷道强力锚网支护技术实践

本文结合山西沁新煤矿2217回采巷道的工程地质特点,分析了二次动压巷道围岩变形与破坏的特征,合理地确定了小煤柱的宽度,在此基础上,以一次性强力支护为原则,提出了该巷道的锚杆支护方案,并在巷道掘进和工作面回采期间对巷道进行了压观测。结果表明,该支护方案有效地控制了二次动压巷道围岩体的变形量,保证了巷道能够满足下一个工作面的使用要求,解决了受两次动压影响的巷道支护难题。     

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.     

高地应力深部巷道变形破坏特征的相似模拟实验研究

针对高地应力深部巷道的大变形与动态破坏问题,以某煤矿深部847 m处运输大巷为例,进行了高地应力条件下巷道变形破坏规律的二维相似模拟实验。首先通过地质调查得出该巷道上覆岩层和底部岩层的物理力学性质,然后根据相似理论建立了二维相似地质模型。通过对巷道进行开挖作业,并实时监测巷道顶底板和两帮不同位置点的位移和应力的变化规律,得出了巷道的变形破坏特征与时间的关联性。