煤矿TBM掘进巷道围岩时效变形分析及支护参数优化研究

针对煤矿TBM掘进巷道围岩长期稳定性问题,以淮南矿区张集矿TBM掘进某瓦斯抽采巷为工程背景,开展了巷道围岩时效变形分析及支护参数优化研究。通过在TBM掘进巷道施工现场钻取砂质泥岩岩样,开展蠕变试验,获得CVISC蠕变参数|在数值模拟软件中引入CVISC蠕变模型,对不同支护工况下TBM掘进巷道围岩进行为期100d的蠕变变形模拟,获得各支护工况下巷道围岩时效变形特征和应力场及塑性分布区的演化规律|基于数值模拟结果,将优化后的锚杆+钢筋网联合支护体系应用于TBM施工巷道,并对TBM施工巷道进行围岩变形监测和锚杆轴力监测,现场实测结果表明采用的优化支护方案可有效控制围岩变形,且巷道稳定性较好。     

近距离采空区下巷道围岩非对称性变形破坏特征及控制技术

针对高家梁煤矿20307工作面受上煤层及本煤层相邻采空区的影响,巷道变形呈现非对称性,原支护方式效果不理想,影响巷道正常使用的情况,为保障矿井安全生产、提高矿井经济效益,通过对20307工作面运输巷表面变形监测和锚杆(索)破坏结果分析,研究了巷道围岩呈现非对称性变形的原因。基于巷道非对称控制机理分析进行非对称支护优化设计,确定合理有效的支护优化参数,并进行数值模拟和现场工程试验。根据模拟结果和现场监测分析,支护优化方案有效地控制了巷道围岩非对称性变形,支护效果较好。     

大断面托顶煤巷道支护参数优化研究

针对大断面托顶煤巷道,通过采用数值模拟及现场监测对王庄煤矿7105运输巷道进行了支护参数的优化研究,得到了合适的支护参数,并对其支护效果进行了监测。观测结果表明,该支护方案有效地控制了运输巷道围岩变形,很好地保证了大断面托顶煤巷道的安全,为今后的类似巷道提供了参考。     

复采区二次活化巷道支护技术研究

针对复采区掘进巷道支护困难等问题,采用现场调研、理论分析、物理试验、数值模拟及工程应用相结合的研究方法,对掘进巷道的合理支护技术进行研究,提出工字钢棚与膏体充填联合支护技术,并通过数值模拟确定,当膏体材料配比为水泥∶粉煤灰∶矸石=2∶5∶5时,巷道能够保持稳定,现场监测表明,巷道掘进60d后,围岩变形稳定,变形量不再增加,围岩变形量与数值模拟结果相近,变形量较小,所设计支护方案能够满足生产需要,可为同类型地质条件矿井提供参考。     

大断面软岩巷道稳定性研究与控制

针对阳煤五矿五采区南回风巷围岩强度较低、巷道稳定性较差等问题,通过FLAC~(3D)数值模拟,分析不同岩性巷道开挖后的应力规律与塑性区分布,研究大断面软岩巷道的变形机理,并对巷道原有支护方案进行优化。由试验巷道现场监测结果可知,优化方案可有效控制试验巷道变形,巷道的整体稳定得到有效保障。     

龙口海域软岩巷道锚注支护试验研究

针对龙口海域软岩巷道支护困难的问题,探讨了锚注支护技术在海域软岩巷道中的应用.为了研究注浆加固效果,首先进行了室内岩石注浆加固试验,结果表明,注浆岩体强度比未注浆情况下有了很大程度的提高;然后采用数值模拟软件FLAC3D,对海域软岩巷道锚注支护前后围岩变形情况进行了数值模拟,计算结果表明锚注支护能有效控制海域巷道的变形,并根据计算结果得出了巷道的变形规律;最后进行了现场支护试验,并对锚注支护后的巷道围岩变形进行了监测.监测结果表明,锚注支护能显著提高围岩的强度和承载能力,有效控制海域软岩巷道的损伤变形.     

小回沟煤业2204运输巷支护设计及应用

针对小回沟煤业2号煤层回采巷道支护设计问题，以2204运输巷为工程背景，采用理论分析和数值模拟的方法确定了最佳支护方案，并进行了现场试验。通过对巷道掘进过程中巷道围岩变形及锚杆(索)受力进行现场监测，结果显示：在滞后工作面80 m范围后，巷道围岩基本趋于稳定，巷道整体变形量不大，锚杆(索)支护状态良好。     

低强度泥化软岩巷道变形机理及支护技术

针对新上海一号煤矿矿区低强度泥化软岩遇水弱化、体积膨胀特点,对巷道的变形机理及支护技术进行了优化。通过室内试验,得到了不同于其他软岩的物理力学特性;在此基础上,对巷道围岩变形及应力进行现场实测及数值模拟,分析了巷道的变形机理,并对其支护技术进行了优化;对采用新支护方案的巷道进行了监测,结果表明,新方案可有效改善围岩应力状态,控制围岩变形。本研究在低强度泥化软岩巷道支护技术上取得显著的效果,具有较高的实用价值。     

渝阳煤矿深部巷道支护优化设计研究

针对渝阳煤矿深部巷道N3702运输巷围岩变形严重、原支护方式效果差的问题,为保证巷道长久稳定与安全,通过巷道矿压监测与松动圈测试量化了围岩变形特征,研究了围岩变形与支护作用机理。研究结果表明:巷道围岩变形破坏具有明显的时间效应,顶底变形大于两帮变形。基于悬吊理论与最大水平应力理论进行支护优化设计,确定了合理有效的支护优化方案及参数,并进行了现场工程试验。根据现场监测结果分析,支护优化方案有效控制了巷道围岩变形,支护效果较好。     

基于矿压显现监测的深部高应力煤巷支护参数优化

基于高家堡煤矿201措施巷围岩变形量大、巷道破坏严重的情况,通过锚杆工作阻力监测、围岩变形监测、围岩松动圈测试等手段,结合巷道围岩现场变形破坏情况,分析了深部高应力煤巷围岩矿压显现特点及支护结构的支护效果。在此基础上,提出了相应的围岩控制对策,并进行了巷道支护参数优化,通过数值模拟方法分析了优化方案的有效性及合理性。     

青海省五龙沟矿区坑道钻探硐室围岩稳定性分析

以青海省都兰县五龙沟整装勘查矿区黑石沟矿段48线HSNCM48-1钻孔为例,应用FLAC3D数值模拟软件模拟硐室开挖变形情况,根据模拟结果确定支护措施和监控点位置。对硐室开挖支护前后竖向位移、水平位移、总位移和塑性区的数值模拟结果进行对比分析;对监控点开挖支护前后用多点位移计测量位移的真实值和用FLAC3D数值模拟软件计算的模拟值分别进行对比分析。通过计算对比分析可以得到,运用数值模拟软件模拟的硐室围岩变形情况,对分析硐室的位移场、确定支护措施等具有十分重要的指导意义。     

基于自稳隐形拱理论和FLAC的巷道支护方案优化

以陕北榆阳煤矿2302运输巷道为背景,使用FLAC数值模拟软件和"自稳隐形拱"理论对其掘进断面和支护方案进行了优化,从而使之能够更有利于巷道的变形。设计了现场监测方案,并对部分监测结果进行了分析。结果表明:优化的巷道断面和支护方案合理可行,满足了该巷道的安全。     

泥-砂岩混合地层隧道施工围岩稳定性数值模拟分析

为了研究富含孔隙水的泥-砂岩复杂地层隧道围岩稳定性，以青岛8号线泥-砂岩混合地层富水暗挖隧道为例，模拟了3种不同孔隙水情况下的围岩变形及应力演化规律，获得了隧道竖直位移(顶板下沉量)、水平位移(边墙移近量)、竖直应力、水平应力以及剪切应力的最大值。并将3种不同孔隙水情况下的数值模拟结果应用到青岛8号线隧道施工中，通过现场监测发现隧道顶板及边墙围岩变形均控制在安全范围内，该数值模拟结果在青岛8号线施工中具有较好的参考作用。     

基于FLAC~(3D)分析的巷道“固帮顶控底鼓”支护方案

甘肃魏家地煤矿二号石门受到构造应力和采动应力影响,从而产生破坏,具体表现为顶板下沉量大,两帮位移大,底鼓严重。经过多次返修支护,变形破坏现象严重,已经影响到安全生产。根据地质分析情况和以往支护返修情况,结合查阅已有的相关资料,使用FLAC3D数值模拟软件建立模型,对提出的通过加固巷道顶板和两帮从而减小底板底鼓的方案安全性进行了计算。计算结果表明,采用该方案进行支护后,巷道的帮部和顶部变形以及底鼓现象均得到了有效控制。现场监测结果表明:特别是对于软弱围岩巷道来讲,通过加强帮部和顶部的支护强度,可以在一定程度上间接控制巷道的底鼓现象。该支护方案合理可行,满足了该巷道的安全。     

高预应力高强度锚索支护在深井高应力巷道的应用

以红四煤矿深井高应力巷道支护为例,在研究地应力状态、围岩强度、岩石成分的前提下,通过数值模拟方式确定了高预应力高强度高刚度锚杆锚索联合支护方案。通过对试验巷道变形移近量监测发现,两帮移近变形呈稳定状态的时间提前,巷道顶底板变形状况有所改善。     

软岩巷道破坏机理及锚网支护设计研究

为了保证拜什塔木铜矿软岩巷道支护的安全性。采用理论分析和现场测试的方法,开展巷道变形监测试验,分析软岩巷道变形破坏机理,提出了锚网支护方式,设计软岩巷道锚网支护参数,并通过数值模拟验证锚网支护的可行性。研究表明:软岩巷道顶板及两帮变形收敛大,具有显著的时空效应,且采动影响大,原支护方式不能满足巷道安全性的要求,锚杆和锚网设计参数分别为,锚杆直径为20 mm、长度为1 800 mm、间排距为800mm,锚网尺寸为2m×1m,直径为6mm,网孔尺寸为100mm×100mm。数值模拟验证了锚网支护可以满足软岩巷道安全性的要求,锚网支护有效地解决了软岩巷道变形大等问题,为类似矿山软岩巷道支护设计提供一定的参考。     

三维非线性有限元分析在地下管棚支护中的应用

结合某地下隧道管棚支护设计及施工方案，采用三维非线性有限元对该洞库的开挖与支护过程进行了模拟，得出的结论是：管棚支护对于控制地表沉降、侧墙水平位移和塑性变形作用明显；不同管径和管间距对位移最大值影响有限，但对管钢内应力有较大影响；不同开挖进尺、不同注浆加固厚度对围岩变形及支护结构的影响较大。该数值分析结果与以往现场实测结果相一致，可作为相关工程设计和现场施工的理论指导。     

深部高应力双巷掘进巷道围岩稳定性及控制

内蒙古自治区葫芦素煤矿13号煤层埋藏较深,煤层处于高应力环境中,区段准备巷道采用双巷掘进的方式.针对辅助运输巷道围岩变形严重以及难以二次利用的问题,通过对巷间煤柱分别在不同阶段建立力学模型以及结合葫芦素煤矿的地质条件,对巷间煤柱留设宽度进行理论分析,最终确定该宽度应不小于35.57 m.结合获取到的覆岩物理力学参数,采...     

深部应力集中区巷道变形规律的模拟研究

针对深部应力集中区巷道,采用物理模拟和数值模拟方法,研究其在高应力集中荷载作用下的变形特点。在物理模拟试验中采用数字照相量测技术进行变形分析,获得了巷道变形随时间的变化过程,以及动压作用对巷道变形的影响。在数值分析中采用多线性随动强化材料模型,针对试验结果进行对比计算分析,获得了动压情况下巷道变形、围岩塑性区的变化过程。综合分析得知深部高应力集中区巷道随时间会发生显著的收敛变形;当荷载增大时,围岩塑性区范围随之扩大,帮部围岩由于应力集中程度较高,其变形较顶底板更为显著。