含软弱夹层巷道受爆炸荷载作用效应分析

应用结构数值分析软件ANSYS模拟出爆炸应力波作用下含软弱夹层巷道结构一些测点的垂直方向应力和位移的时间历程,并和未含软弱夹层巷道结构的相应情况进行比较,分析含软弱夹层巷道结构受爆炸应力波作用效应的力学特性。得出了软弱夹层对爆炸应力波衰减作用明显和结构的某些部位需要加固等结论。     

深部巷道顶板软弱夹层对围岩稳定性的影响研究

为了研究深埋巷道顶板软弱夹层对巷道围岩稳定性的影响，采用理论分析和数值模拟的方法，对巷道顶板软弱夹层厚度、位置和数量进行系统性研究。研究结果表明：(1)将顶板简化为弹性体和西原模型构成的组合系统，可以较好地描述顶板软弱夹层变形，当软弱夹层受力大于其屈服应力时，顶板失稳；(2)顶板软弱夹层对顶板具有一定的应力弱化作用，且在软弱夹层位置存在明显的应力跳跃现象，随着夹层数量的增加，底板应力集中程度略微增加；(3)距离顶板较近的软弱夹层对巷道围岩变形量影响较大，且在软弱夹层位置存在变形突变，巷道顶板易发生离层。结合数值模拟结果，当巷道顶板存在软弱夹层时，应及时采取支护措施，防止软弱夹层超过屈服应力导致巷道失稳冒落。     

底板软弱夹层对巷道围岩稳定性的影响分析

煤层底板软弱层位易出现应力集中,增大巷道围岩稳定性控制难度。基于此,本文通过FLAC3D数值软件建立含底板软弱夹层的巷道围岩稳定性计算模型,分析了软弱夹层影响下巷道的应力、变形和破坏特征,研究了软弱夹层位置和厚度对巷道稳定性的影响规律。研究结果表明:①有无软弱夹层的对比分析结果显示,底板软弱夹层增大了巷道围岩稳定性控制的难度;②巷道底板围岩最大位移和锚喷支护层最大弯矩随软弱夹层厚度的增大而增大;③巷道底板围岩最大位移和锚喷支护层最大弯矩随软弱夹层距巷道底板距离的增大而减小;④针对底板软弱夹层的特点,提出了改变巷道围岩支护方法和强化破裂围岩体强度等施工建议。     

软弱夹层巷道围岩失稳特征分析及控制技术研究

为研究软弱夹层对煤矿巷道围岩失稳破坏的影响,基于3DEC离散元模拟软件,建立了不同工况条件下含弱层煤矿巷道数值计算模型,提出割底岩掘进方案，并对不同工况条件下方案进行对比分析及对软弱夹层作用下巷道围岩失稳破坏规律展开研究。结果表明:巷道变形特征与巷道在煤层中布置方式、煤层顶底板围岩强度有关，夹矸层在煤层中不同层位对巷道变形破坏影响也不同。弱层的存在改变了围岩中应力传递路径,软弱夹层与上下相对坚硬岩石交界层面处，因摩擦约束应力作用，导致夹层处的水平应力减小，从而该处位置的强度随之下降，夹层丧失承载能力发生破坏,进而加剧围岩的剪切破坏与水平滑移。通过不同工况方案对比，得出巷道掘进过程中控制割岩层位，夹层置于煤层底板下0.3 m工况方案满足要求。     

动力扰动下含软弱夹层巷道围岩稳定性数值分析

为了研究动力扰动下不同厚度a、位置h和倾角θ的软弱夹层对巷道围岩稳定性的影响,利用有限元软件ABAQUS对含有夹层巷道受到采场爆破作用下围岩的力学响应进行数值分析,并结合冬瓜山铜矿深部出矿巷道实际提出支护优化方案。结果表明,动力扰动下:1)巷道顶板和两帮应力、位移与夹层厚度a或位置h呈非线性变化关系,围岩的稳定性随着a或h的增加先减小后增大,说明了厚度a或位置h对围岩次生静应力和动力扰动衰减的影响程度的相对变化;2)随着软弱夹层倾角θ增大,夹层对动力波的衰减作用增大,夹角较大时,对动力波的衰减作用更显著;3)软弱夹层对冬瓜山铜矿出矿巷道围岩的稳定性起重要作用,支护措施和技术参数优化可有效控制围岩变形,验证了上述研究的正确性。     

煤矿巷道含软弱夹层底板锚固孔钻进扩径现象研究

煤矿巷道底板锚固孔钻进是实现其锚固的关键环节,底鼓巷道底板岩层多数含有软弱夹层,钻头穿过软弱夹层时孔壁岩石物理力学特征是其稳定性的重要因素。现场调研发现,在钻进含软弱夹层底板锚固孔时,孔壁局部地段有掉块、剥落现象,这些体积较大渣体落到孔底后造成排渣困难,影响锚固孔成孔质量。通过采用理论分析与数值模拟相结合的方法,考虑应力状态、钻进动力等因素,对巷道含软弱夹层底板锚固孔钻进时孔壁稳定情况进行研究。分析发现:在破碎软弱夹层位置的孔壁钻进时产生扩径现象;应力状态对钻孔扩径影响较明显;钻进动力对扩径的程度影响并不明显。     

巷道底板软弱夹层厚度对底鼓影响的模拟分析

地层中软弱夹层对地下工程的稳定具有重要的影响,为研究巷道底板中软弱夹层在不同应力场环境下对巷道底鼓的影响,通过理论分析、数值模拟方法,分析了不同厚度夹层在不同埋深和不同侧压系数条件下巷道底板变形特征、底板岩层破坏规律及其对底鼓发生的影响。研究结果表明:浅埋深条件下巷道底鼓与夹层厚度、侧压系数呈正相关;中等埋深条件下巷道底鼓与较薄夹层、侧压系数呈正相关,而巷道底鼓量与较厚夹层、侧压系数呈先正相关后负相关;深埋条件下巷道底鼓与夹层厚度、侧压系数呈先正相关后负相关;浅埋深条件下软弱夹层及中等埋深条件下的较薄软弱夹层在巷道底鼓中起到弱化底板岩体的作用,中等埋深条件下较厚软弱夹层及深埋条件下软弱夹层在巷道底鼓中起到吸能和阻隔应力释放的作用;弱化底板岩体条件底鼓控制采用加固的方法,吸能和阻隔应力释放条件底鼓控制采用浅部岩体加固、深部岩体卸压的方法。     

含软弱夹层巷道围岩失稳机理及控制技术研究

为解决滇西某铅锌矿在转向深部开采过程中面临的巷道变形失稳加剧与支护结构破坏严重等问题,通过岩石矿物成分分析、地应力测试和松动圈测试分析围岩失稳机理,建立数值模型分析开挖后和现有支护下围岩变形情况。发现研究段属于高应力作用下的急倾斜薄层状破碎岩体,巷道薄弱部位为软弱夹层区域,根据围岩松动圈理论,提出了锚喷+薄弱部位补强+全断面钢拱架主被动联合支护的优化方案,有效控制了围岩变形破坏。研究结果为类似大埋深、高应力、含软弱夹层巷道围岩的稳定性控制提供了借鉴。     

软弱夹层厚度对巷道围岩稳定性影响研究

为得出软弱夹层厚度对巷道围岩稳定性影响规律,以3_上712工作面运输巷为工程背景,采用数值模拟和现场监测等综合研究方法,研究了不同软弱夹层厚度与巷道围岩变形特征及应力分布之间关系,并对3_上712工作面运输巷提出了支护优化措施。结果表明,随着软弱夹层厚度的增加,巷道顶板上方下位坚硬岩层区域应力值逐渐减小,巷道顶板塑性区破坏面积逐渐增大;且不同软弱夹层厚度会导致不同的顶板破裂形态,巷道含软弱夹层顶板出现了明显的非连续破坏,顶板破裂区具有明显的隔层扩展特性。经现场实践,巷道位移量在40 d后基本趋于稳定,巷道的顶板、两帮及底鼓量分别达到53 mm、46 mm、41 mm,有效控制了巷道围岩变形量。     

不同分布距离的软弱夹层对巷道稳定性影响分析

通过FLAC软件模拟了软弱夹层对深部巷道稳定性影响,主要模拟研究顶部分布有软弱夹层的回采巷道的围岩稳定性,总结了软弱夹层分布距离与巷道围岩位移、围岩塑性区及应力的关系,得出了软弱夹层的不同位置对围岩变形、应力影响的一些量化成果。     

软弱夹层层位对巷道围岩稳定性的影响

为了研究软弱夹层层位对巷道围岩稳定性的影响,运用FLAC3D程序进行数值模拟,分析了处于不同软弱夹层层位中巷道的围岩应力、位移变化规律。研究表明,在6种不同软弱夹层层位的组合模型中,布置在模型1和5层位中的巷道变形、应力集中程度等均较小,受软弱夹层影响较弱,且当侧压系数不同时,布置在模型5层位中的巷道更加稳定,受软弱夹层影响最小。     

软弱夹层巷道围岩锚杆支护技术分析

为系统深入地对软弱夹层巷道锚杆支护技术进行分析,本文通过应用理论分析的方法,对软弱夹层分类和基本特性及其对巷道周围岩体稳定性的作用进行了分析,对软弱夹层巷道围岩特点及其失稳机理和相关控制技术进行了研究,为保障巷道顶板安全提供了理论依据。     

动静载荷下含软弱夹层巷道围岩稳定性分析北大核心

为探究动静载荷下含软弱夹层巷道围岩变形破坏规律,以龙凤煤矿深部运输巷道为研究对象,运用FLAC^(3D)数值模拟软件对动静载荷下含软弱夹层巷道围岩力学变形特征进行了研究,并结合现场巷道实际情况提出支护优化方案。结果表明:动载荷作用对巷道两帮的影响大于巷道顶底板;动载荷作用下巷道围岩变形破坏范围相较于静载荷更加充分,软弱夹层与相邻岩层更易发生离层,且在巷道顶板形成有冒落风险的危险区域;新采用的锚杆锚索联合支护措施下围岩稳定性明显提高,保证了矿井安全生产。     

岩体巷道光面爆破参数的分析与应用

在强度高、完整性好的岩体中实施光面爆破,通常都能取得较理想的爆破效果.对于软弱破碎岩体,由于各种结构弱面和夹层,以及岩体的振动损伤,按常规法参数设计的光面爆破,一般很难获得较好的爆破效果.针对此类岩体,分析了光面爆破作用机理和作用过程以及岩体损伤特性,基于应力波与爆生气体综合作用原理,提出了不考虑损伤和考虑损伤条件下,光面爆破参数确定的理论计算方法.通过与常用光面爆破参数的比较和现场爆破论证说明,基于爆炸应力波和爆生气体综合作用理论的光面爆破计算公式,适用于软弱破碎岩体及损伤岩体光面爆破参数的确定;软弱破碎岩体的光面爆破,爆炸应力波使炮孔眼壁产生初始裂纹,爆生气体准静压力在裂缝的扩展、贯通过程起了主导作用;光爆层损伤后,周边眼炮孔间距和抵抗线可适当加大.     

高应力软弱夹层顶板大断面巷道三维一体化控制技术研究

为了解决高应力软弱夹层顶板大断面巷道稳定性控制问题,以李村煤矿2302回风巷为工程背景,分析了2302回风巷原支护存在的问题,采用FLAC3D软件,研究了不同支护参数下2302回风巷围岩变形规律,优化了2302回风巷支护参数,提出了三维支护结构+帮顶底一体化控制技术,给出了高应力软弱夹层顶板巷道围岩控制方案。现场应用结果表明:在工作面回采期间,2302回风巷顶板下沉量最大为21.6cm,两帮移近量最大为35.6cm,底鼓量最大为15.7cm,该控制方案较好地解决了高应力软弱夹层顶板巷道稳定性问题。     

巷帮薄层弱结构的塑性区与松动圈形态

根据巷道两帮存在软弱夹层的层状岩体结构特征，提出了巷帮薄层弱结构与弱结构体的概念。分析了巷帮薄层弱结构巷道的塑性区与松动圈的发育特征，结果表明，巷帮薄层弱结构巷道的塑性区及松动圈与薄层弱结构类型、原岩应力状态密切相关，并主要在薄层弱结构体中发展。     

锚杆支护巷道软弱夹层位置与顶板稳定性关系研究

通过软弱夹层诱发锚杆支护巷道冒顶的实例，进行了软弱夹层位置对巷道自稳影响的计算机数值模拟分析。提出了一种顶板岩层结构探测方式，介绍了该探测方式在焦作古汉山煤矿应用的情况。     

不同位置的软弱夹层对巷道稳定性的影响

通过FLAC软件模拟软弱夹层对深部巷道稳定性的影响,主要是在淮北任楼矿Ⅱ5110机巷岩层分布的基础上模拟研究顶部分布有软弱夹层的回采巷道的围岩稳定性,重点研究了3个方案,分别是夹层在锚杆锚固区内部、锚固区边缘及锚固区外部,总结了软弱夹层在不同锚固位置对巷道围岩位移、围岩塑性区及应力的影响。结果表明,当软弱夹层在锚杆锚固区边缘时对巷道的稳定性影响最大。     

倾斜产状软弱夹层贯穿巷道围岩稳定性分析

 研究倾斜产状软弱夹层从不同部位贯穿巷道对巷道围岩稳定性的影响,利用数值仿真软件Flac3D分析相同条件下无软弱夹层、软弱夹层贯穿巷道顶部、中部、底部四种模型中软弱夹层对巷道围岩位移场、应力场以及塑性区的影响。数值结果对比表明：软弱夹层的存在导致巷道围岩整体位移场、应力场分布不均匀,塑性区范围增加,存在软弱夹层的部位容易发生大变形,相对来说软弱夹层贯穿巷道顶部时巷道的顶板稳定性最差。针对现场的巷道变形观测也验证了数值模拟的分析结果。若巷道中有软弱夹层贯穿时,应采取相应的支护措施控制软弱夹层引起的位移、应力集中以及塑性区的增加,对今后相应条件下的支护措施有一定的指导意义。     

古城煤矿软弱夹层巷道稳定性研究

以古城煤矿S1301工作面含软弱夹层巷道支护为背景,通过对围岩破坏圈测定及数值模拟试验,分析了巷道围岩破坏深度、软弱夹层破坏情况及受力情况。结果表明,巷道顶板破坏区高度在6 m范围以内,两帮破坏范围在2.5 m范围以内,且软弱夹层破坏严重,副帮受力大应加强支护。根据试验结果进行了巷道支护设计优化,并通过现场测试证明支护设计科学合理。