井底大断面关键永久硐室围岩变形机理及其控制技术

为解决井底大断面换装硐室一次支护围岩大变形问题,基于成庄煤矿大断面硐室围岩地质力学条件和变形特征,采用理论分析、数值模拟和现场试验的方法从大断面硐室围岩应力分布特点和支护承载结构稳定性两方面分析了大断面硐室围岩变形破坏的原因,并针对硐室围岩变形破坏的特征及其控制要求,研究提出在注浆原位加固提高原有锚网支护与围岩共同形成的支护承载结构完整性和强度的基础上,进一步采用全长预应力锚固强力锚索增强支护承载结构的稳定性的技术方案,对成庄矿井底大断面关键永久硐室进行二次加固。试验结果表明,巷道围岩变形量为8mm,底鼓为13mm,有效控制了硐室围岩的大变形。     

大断面软岩硐室稳定性控制技术

为解决大断面软岩巷道控制难度大的问题,基于弹塑性理论,分析了硐室断面尺寸和支护阻力对大断面软岩硐室围岩变形破坏的影响特征。以新上海一号煤矿主井箕斗装载硐室为工程背景,在岩石抗压强度、围岩松动圈厚度和围岩强度测试的基础上,采用FLAC3D有限差分软件对3种不同支护方式下硐室围岩的变形破坏规律和塑性区发育情况进行模拟计算和分析。结果表明:与传统的锚杆索支护相比,锚索+格栅钢筋混凝土联合支护结构具有更好的整体性能,支护后的硐室围岩塑性区和表面变形明显减小。现场工业性试验表明:中室围岩最大内挤变形量仅为5.5 cm,且支护稳定后,围岩应力较小,硐室围岩稳定性得到充分保证。     

深井松软煤层大断面硐室控制技术研究

 余吾煤业南翼胶带机头硐室断面尺寸超大,围岩条件差,巷道维护困难,分析该条件下巷道破坏因素,采用数值模拟研究大断面巷道变形破坏特征,掌握其规律,结合强力支护理论,提出巷道控制对策。井下施工实践表明,施工方案能够成功控制巷道变形,维护巷道稳定。     

复杂条件下大断面硐室围岩稳定性控制研究

针对陈四楼煤矿九采区复杂地质条件下大断面硐室围岩经常大面积严重破坏且围岩稳定性控制难度不断增大的问题,采用现场调查、试验研究和数值模拟的方法,分析了硐室围岩变形破坏特征,提出了锚杆锚索协同支护控制技术。采用数值模拟软件FLAC^3D对锚杆锚索支护后硐室围岩的水平应力场、垂直应力场及破坏场分布进行模拟,结果表明:硐室围岩支护效果良好,硐室能保持长期稳定。对类似条件下大断面硐室支护具有一定的指导意义。     

大断面软岩硐室锚网支护技术研究

以桃园煤矿二水平泵房地质条件为基础,通过对大断面硐室现场调查分析,总结泵房变形破坏特征,采用理论分析研究方法,分析大断面软岩硐室巷道变形破坏原因,提出高强度稳定型锚网支护技术方案。现场工业试验和试验效果表明该项支护技术能够有效控制大断面软岩硐室围岩变形,对此类条件下的硐室具有推广意义。     

大断面反井施工硐室围岩变形破坏机理及控制对策研究北大核心

针对大断面硐室围岩变形破坏严重的难题,以李家壕矿大断面反井施工硐室为研究背景,运用数值模拟、理论分析、现场监测等研究方法,分析了李家壕矿大断面反井施工硐室围岩变形破坏规律,揭示其围岩变形破坏机理,并提出了针对性控制对策。研究表明:大断面硐室顶板岩层为软弱岩层,受开挖扰动影响,顶板围岩破碎,顶板水平与垂直位移显著;大断面硐室空间较大,顶板岩层处于塑性区内,顶板垂直位移为1 450 mm,是常规断面巷道顶板垂直位移的2.8倍;大断面反井施工硐室围岩稳定性控制的关键在于顶板支护。工业性应用监测表明:常规断面硐室顶底板变形量无明显变化,大断面硐室顶板最大下沉值为132 mm,两帮最大移进量为74 mm,底板无明显鼓起现象,围岩变形得到了有效控制。     

大断面深部软岩硐室支护技术研究与应用

随着矿井采深不断加大,巷道逐渐向深部延伸,地应力越来越大,深部软岩大断面硐室变形破坏问题将日益严重,传统的硐室巷道支护手段已不适用.在鹤壁中泰矿业三水平泵房及变电所大断面硐室施工采用锚网喷、锚索和网壳联合支护,有效地控制了硐室的变形量,取得了良好的支护效果.这种联合支护技术能够大大提高巷道支护强度,为类似条件硐室支护设计、施工工艺改进提供了先进经验,值得进一步推广应用.     

深部采区软岩大断面硐室联合支护技术研究

随着矿井采深不断加大,巷道逐渐向深部延伸,而地应力也越来越大,深部软岩大断面硐室变形破坏问题日趋严重,传统的巷道硐室支护技术已不适应。在石桥煤矿四采区-680 m水平配电所泵房及大断面硐室施工采用锚网喷、U型钢棚喷联合支护形成复合支护结构体,有效地控制了硐室的变形量,取得了良好的支护效果。     

大断面硐室围岩塑性区变形及稳定性控制

针对蓄水电站排水大断面硐室围岩塑性变形失稳问题,采用现场调研与弹塑性理论及损伤理论相结合的方法,建立了支护作用下硐室围岩变形力学模型,推导出了围岩塑性区半径及其变形解析解,并运用算例分析了围岩塑性区半径及变形演化规律。同时,采用钻孔窥视仪探测了大断面硐室围岩破坏特征,提出了采用浅部锚固-深部悬吊与注浆相结合的支护方法对大断面硐室围岩的稳定性进行控制。经现场实践表明,该方法能够使大断面硐室围岩变形及整体性得到有效控制,围岩的稳定性得到保障。     

大断面注浆硐室围岩稳定性分析及控制技术

为解决大断面注浆硐室围岩稳定性控制难题,采用FLAC3D软件对硐室围岩变形破坏特征进行了模拟分析。数值模拟结果表明硐室围岩变形控制的关键部位为硐室顶底板的边角部位和硐壁中部。硐室开挖采用"溜井出渣、分层开挖、及时支护"的思路,尽量减小开挖扰动对围岩的破坏。硐顶与硐壁支护方法为"锚网索喷"联合支护,临时"初喷"支护及时封闭围岩,二次"锚网索喷"支护充分调动了围岩的自承载能力。硐底部分采用锚索和钢筋混凝土衬砌支护,避免硐底边角部位产生剪切破坏。监测结果表明支护结构能够较好地满足了硐室长期稳定性和防渗要求。     

大断面硐室围岩变形机理及合理支护技术研究

针对陈四楼煤矿复杂条件下大断面硐室围岩变形难以有效控制情况,采用现场调查、理论分析、数值模拟等方法进行了研究,推导出围岩变形的计算公式,分析了硐室围岩变形的影响因素,以及采用正交试验法并结合数值模拟软件FLAC得出最佳支护参数,提出了大断面硐室围岩控制技术。现场实践表明,硐室围岩变形量在控制范围之内,硐室支护稳定。     

深部高应力硐室围岩稳定性分析

针对深部高应力条件下硐室围岩变形严重、围岩稳定性差的问题,采用现场调查、试验研究和数值模拟等方法,分析了硐室围岩变形破坏特征和围岩变形机理,对硐室围岩矿物成分进行了分析,模拟了相邻硐室和巷道开挖对硐室围岩的扰动影响,对硐室围岩进行了松动圈窥视探测,确定了硐室支护方案。结果表明,新的支护方案提高了硐室的安全稳定性,硐室支护效果良好。     

超大断面硐室围岩变形破坏机理及控制

针对断面面积近100 m2的大采高支架换装硐室,采用现场观测、数值模拟等方法分析其变形破坏机理:硐室断面增大致使围岩破碎区、塑性区增大,超大断面硐室塑性区半径达到普通断面硐室的2.2倍;断面增大引起掘进扰动应力增高,而锚杆加固厚度小、初期支护阻力小致使软弱围岩严重变形破坏。针对支架换装硐室0~2.5 m的破碎区、2.5~8.0 m的塑性区,提出了分区耦合支护围岩稳定控制原理:硐室围岩由浅至深破坏程度逐渐减小,达到稳定所需支护强度逐渐减小,采用高强高预紧力"锚杆、注浆锚索、锚索"支护及"分区注浆加固"技术,可形成针对破碎区、塑性区和弹性区的3个相互联系的承载圈,从而满足各个分区支护强度需要,实现支护结构和围岩共同承载,保证围岩稳定。     

巷道埋深对大断面巷道围岩变形及应力分布规律影响

针对断面大巷道难以支护、巷道变形严重等特点，采用三轴压缩试验和巴西劈裂试验对巷道围岩力学参数进行测试，利用数值模拟分析了大断面巷道围岩变形及应力分布规律。研究得出，随着巷道埋深的增加，巷道垂直位移越来越大、垂直应力集中系数逐渐减小、垂直应力逐渐向深部延伸、巷道底板泥岩出现软岩的性质，巷道围岩破坏深度和破坏面积也逐渐增加。     

湖西矿深部大断面软岩巷道支护参数优化设计

深部软岩巷道应力环境复杂,围岩性质多变,尤其是大断面巷道支护异常困难。文章针对湖西矿800m采深的31102大断面巷道,在对其围岩力学性质及高应力下的蠕变特性实验研究基础上,通过数值模拟研究不同支护参数条件下巷道围岩变形规律,获得了优化后的支护方案,并对现场支护效果进行了监测分析,巷道支护效果显著,达到预期效果。     

用数值模拟法选择深部采空区下大断面硐室位置

冀中能源股份公司邢东矿矿井采深大,-980水平下山采区深部的开采深度已超过1 200 m,地质条件复杂,断层构造带多,围岩压力大,巷道(硐室)支护、维护困难。深部采区排水系统(大断面硐室群)布置在工作面采空区下方,采用数值模拟的方法,使其位于采空区底板的应力降低区,围岩变形量在可控范围内,保证了排水系统的安全使用,为深部开采大断面泵房硐室的布置提供了新的思路与参考。     

高应力区大断面硐室维修加固支护技术

处于高应力区、采动影响、围岩软弱环境中的大断面硐室破坏现象严重,影响了矿井安全高效开采。以恒源煤矿Ⅱ62采区轨道下山绞车房为研究对象,通过钻孔窥视,探查巷道围岩破坏情况,给支护方案提供了依据。采用顶板组合式拉力分散型树脂与注浆全长锚固锚索支护+直墙岩体破碎段钢筋混凝土墙置换+锚索支护的综合支护技术,矿压观测结果表明,该支护方案能够有效控制高应力区大断面修复硐室的围岩变形;提出并实施的"新型组合式拉力分散型树脂与注浆全长锚固锚索"支护技术,能够实现普通锚索支护的高强度与注浆加固的联合支护,对提高巷道或硐室长期支护安全具有重要意义。     

动压影响大断面硐室加固技术研究

针对受动压影响的采区大断面硐室破坏原因的分析,揭示了该硐室受到动压影响后的失稳变形原因,通过针对性的加固措施,实际效果良好。工程实践表明,该支护技术能够较好地控制硐室的围岩变形,对类似条件下巷道围岩控制和巷道维修有一定的借鉴意义。     

大断面软弱围岩卸载硐室支护技术研究

针对煤仓上部卸载硐室断面大、围岩软弱的特点,模拟分析了断面尺寸、软弱围岩对围岩稳定性的影响,提出了大断面卸载硐室主动强力支护围岩稳定控制对策:分区耦合支护+关键部位强力支护+窄岩柱对穿锚索支护。实践表明,所采用支护技术有效控制了大断面卸载硐室围岩变形,实现了围岩稳定。     

大断面煤巷稳定性及预应力桁架锚索支护

为实现大断面煤层巷道的安全高效控制,采用数值模拟、理论分析和现场实测方法对采动影响下大断面煤巷围岩结构、变形破坏特征和矿压显现规律进行分析。研究发现:采动影响、断面尺寸和围岩岩性是巷道稳定的主要影响因素,提出预应力桁架锚索联合支护技术和技术参数,现场应用中该技术对围岩适应性较好,为类似条件下煤层开采提供了有利借鉴。