中厚煤层回采巷道变形机理及其力学模型建立

为了能够准确揭示回采巷道矿压显现规律及其稳定性特征,并对其进行有效控制,运用关键层理论和流变力学对回采巷道围岩结构进行了分类,建立了反映巷道整体结构特征的两种基本顶断裂力学模型和相应的力学本构模型,建立了"应力比"概念和回采巷道随时间推移变形的理论依据,得出了围岩结构优化理论途径.结论表明:然后通过变形元件组合模型来模拟材料的变形特性是完全可行的,应力比γ≥1时,围岩应变随时间推移而增大;γ<1时,围岩应变增长率随时间推移而减小,增大σmax,即优化巷道围岩结构可降低应力比影响程度.     

膨胀型软岩巷道底鼓机理分析

根据对巷道底鼓影响因素的分析，得出巷道底鼓机理：在膨胀型软岩的特殊围岩条件下，由于水的作用使巷道底板岩层破坏范围加大，再加上集中应力的作用，最终形成膨胀型底鼓和挤压流动型底鼓。     

深部采动巷道底鼓控制技术及治理效果

针对开滦集团东欢坨矿8#煤层深部开采动压回采巷道剧烈底鼓现象,本文采用有限差分软件FLAC对不同底鼓治理措施(底板卸压槽、底板锚杆及底板钻孔)进行数值模拟,分析各种防治措施下巷道底板位移及应力分布特征,提出卸压法(底板卸压槽)与加固法(底角锚杆)相结合的底鼓控制措施。继而将"卸压与加固"联合控制底鼓方案应用于一条典型的回采巷道底鼓地段,治理效果表明底鼓量及变形速率均在可控范围之内,该联合技术控制底鼓效果显著。     

加固顶板和两帮控制回采巷道底臌研究

回采巷道围岩是由顶板、两帮和底板共同组成的复合结构体,各部位的岩体强度、应力状态及变形破坏等特性方面的差异显著,尤其受采动影响后,巷道围岩各部位变形发展不均匀性显著,往往造成巷道围岩产生结构性失稳破坏。为提高巷道围岩的结构稳定性,通过理论分析和数值模拟分析了提高顶板和两帮强度对底板岩层稳定性的影响。研究结果表明:加固顶板减小了顶板挠曲位移量,同时可以促使围岩应力向深部围岩转移,降低了底板岩层的应力集中程度,有利于控制底板变形;加固两帮可以提高巷道两帮围岩强度,促使应力向两帮转移,有利于减小发生底鼓的底板岩层宽度和两帮移近量,从而减小底板的挠曲效应和压曲效应。分析结果还表明,加强两帮对于减小底鼓量的效果更为明显。在上述分析的基础上,进行了加固顶板和两帮控制巷道底鼓支护技术的现场工业性试验,试验结果表明加固顶板和两帮可有效地控制巷道底鼓。     

软岩巷道底鼓的机理与控制探讨

本文介绍了软岩巷道底鼓的方式,借助普氏理论阐述了底鼓的机理,综合提出了底鼓的控制技术,并分析了软岩巷道底鼓控制研究目前存在的问题。     

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.     

回采巷道底臌过程研究

分析了回采巷道底臌的发生、发展过程 ,回采巷道的底臌过程是 ,巷道开掘后 ,由于底板岩层由三向应力状态变为二向应力状态 ,岩体释放应变能 ,在应变能释放过程中 ,底板浅部岩层发生离层或破坏 ;回采过程中 ,在二次水平应力作用下发生压曲破坏和峰后蠕变 .回采巷道底臌不仅与底板岩层的力学特性有关 ,还与工作面超前支承压力、两帮变形有关 .图 8,参 5     

大采高工作面顺槽底鼓机理及防治措施的探讨

针对晋城煤业集团寺河矿大采高工作面回风巷受动压影响发生底鼓的特点,从围岩应力的角度分析了底鼓发生的机理,并对底鼓的治理方法进行了探讨。     

巷道非对称底鼓的力学解析

探讨深部开采条件下非对称底鼓现象的影响因素和形成机制,为巷道底鼓的防治提供理论依据。根据郎肯土压力理论,建立了非对称底鼓的力学模型及分析计算简图,得到了4种非对称底鼓的破坏形式,导出了巷道底压的计算公式。通过给定部分参数,得到了极限破坏深度、底压、底压偏移角分别与松散岩体折算摩擦角和巷道宽度的关系。研究表明,岩性较差或者较为破碎的围岩以及宽度较大的巷道受非对称荷载比值的影响较大,且巷道底压会有一定的偏转。研究结果对于控制深井非对称底鼓有一定的参考作用。最后介绍了1个防治巷道底鼓的实例。     

孔底爆破卸压法控制采区巷道底臌的数值模拟研究

卸压法是通过一定的技术手段改变某些部分围岩的物理力学性质,改善围岩内部的应力及能量分布,以此来提高围岩的稳定性的一类方法。对采区巷道底板孔底爆破卸压的数值模拟研究,初步得出了卸压后巷道围岩的位移场和应力场,并对不同卸压方案进行了分析比较,提出了合理的卸压方案。     

巷道压曲性底臌的机理与控制

巷道围岩控制是深部资源开采中的关键问题,而要攻克深井软岩巷道支护的难关,就必须首先研究底鼓的机理及其防治措施。巷道底臌有挤压、压曲、膨胀和剪胀等形式,压曲底臌是最常见的一种形式。根据巷道围岩本构关系,建立了压曲底臌力学模型及分析计算简图,根据弹性力学薄板理论,导出了压曲临界载荷计算式。研究表明,临界载荷与厚跨比关系密切。这对于控制底板层状岩体压曲型底臌有一定的参考作用。分析了防治压曲底鼓的有关研究成果,最后介绍了2个防治巷道底鼓的实例。     

铝质泥岩巷道底臌治理技术研究

为解决庄子河煤矿集中运输大巷铝质泥岩底板底臌问题,对底臌机理及其影响因素进行了分析,利用底板加固技术对巷道底臌进行了治理,使底板变形量得到了有效的控制。     

深埋巷道底臌及防治的蠕变模拟试验和数值分析

通过蠕变模拟试验和数值方法的对比分析,研究了巷道底臌机理以及采取底板加固和底板切缝防治方法后,巷道围岩变形、破坏等随时间的变化,并探讨了防治参数对底臌的影响。     

松散破碎软岩巷道底鼓控制的试验研究

强烈底鼓是破碎软岩巷道支护的一个重大难题.以牛马司实业有限公司水井头矿-300东大巷底鼓控制的工程试验为例,在测试围岩矿物成分和力学参数的基础上,分析了破碎软岩巷道底鼓的机理,提出了锚网喷注的联合支护方案,并应用数值分析软件对比分析了巷道底鼓的控制效果.工程试验表明,该技术较好的控制了巷道的强烈底鼓,为同类软岩巷道底鼓控制提供了参考.图5,参8.     

加固底板控制软岩巷道底鼓数值模拟和现场试验

 随着开采深度的进一步增加,贵州开磷集团马路坪矿区深部主要开拓及采准巷道支护困难,原有的支护技术与措施失效,巷道返修率高,永久性巷道支护后存在经常性冒顶、片帮、底鼓等现象。针对开磷集团马路坪矿区深部红页岩巷道围岩严重破坏问题,通过现场调查和理论分析,提出加固底板控制巷道底鼓的措施,在原支护方案的基础上设计了3种改进方案。使用离散元软件3DEC对上述原方案及其改进方案分别进行了数值模拟计算,同时选取了100m试验巷道进行现场试验。模拟结果表明,底角锚杆可以切断底板基角部位塑性滑移线从而控制巷道底鼓,浇灌混凝土地坪并铺设钢筋网,能增强底板的韧性,保证底板围岩的整体性,可以大大提高底板围岩抵抗岩块碎胀压力的能力,防止底板围岩开裂挤出。现场测试数据显示联合支护方案减小底鼓量83%,较好控制了巷道底鼓灾害,解决了长期困扰开磷矿山红页岩巷道的支护难题。     

膨胀岩与巷道底臌

岩石遇水膨胀不仅引起岩石体积增加．而且显著消弱岩石强度。本文在现有研究成果的基础上，分析了各种膨胀理论的适用条件；通过理论推导，得出了求解岩石遇水膨胀引起的巷道底臌的表达式．最后进行了实例分析，讨论了膨胀对底臌的影响程度及与之相关的因素。