顶板冒顶隐患分区预测模型及应用实践

为解决井下大断面巷道的支护安全问题,参考行业内学者对巷道冒顶机理和顶板稳定性影响因素研究理论,将数学分析和实测考察相结合,通过层次分析法、加权平均法处理不同因素对顶板稳定影响权重;建立指标量化准确、考察简便、层次清晰的顶板稳定性评价体系和冒顶隐患分区预测模型;经过锦界矿开切眼应用实践,该方法预测分级准确,可对薄弱危险区域支护进行针对性的补强完善。     

基于加权平均法的围岩稳定性评价研究

 摘 要：为对神东矿区石圪台矿浅埋深、薄基岩和厚风积砂等特殊地质条件的顶板稳定性进行综合评价,本文提出采用加权平均法建立单一综合评价指标值计算模型,利用层次分析法确定围岩顶板稳定性评价指标的权重值,采用多因素-单一综合评价指标值进行顶板稳定性评价分析,从而为巷道支护提供依据。研究结果对于煤矿围岩控制具有重要的理论意义和现场应用价值。     

深部矿井近全岩巷道稳定性评价

结合平煤十二矿己_(14)-31010近全岩工作面的工程地质条件、施工情况以及支护情况,采用模糊综合评价法与层次分析法相结合的方法,对影响该深部矿井近全岩巷道围岩稳定性的因素进行分类,并构建了巷道围岩稳定性评价指标体系。从低到高的对各层次影响因素进行评价,得出支护情况对于巷道围岩稳定性的影响最为显著,并最终判定该近全岩巷道围岩稳定性等级为不稳定,需进一步优化支护方式与支护参数,提高巷道围岩稳定性。     

模糊数学理论在煤矿巷道稳定性评价中的应用

在分析影响巷道稳定性的地质条件、支护、施工和巷道变形监测等方面因素的基础上,提出煤矿巷道稳定性模糊综合评价体系和评价方法,为煤矿巷道稳定性的定性评价奠定了基础。     

缓倾斜煤层巷道围岩稳定性分类与锚杆支护设计决策系统研究

在总结以往研究成果的基础上,采用模糊数学理论的多因素综合评判方法,预测巷道围岩稳定性类别。按照国内外锚杆设计理论的最新研究成果,进行巷道支护设计决策,并用VB语言编程实现了巷道围岩稳定性评价与支护设计决策系统,为缓倾斜煤层巷道围岩稳定性分类预测和锚杆支护设计,提供了科学实用的设计手段。     

蒙特卡洛法在软岩巷道支护中的应用

针对软岩巷道锚杆支护稳定性概率评价系统,结合工程实际,建立蒙特卡罗法模型,根据蒙特卡罗支护系统可靠度分析方法和步骤,得出了煤层软岩巷道支护的安全系数、可靠性指标和破坏概率,为巷道支护提供了设计依据.     

特厚煤层大断面巷道模糊聚类分析及支护设计

采用模糊聚类分析对东坡煤矿5条开拓巷道进行了围岩稳定性分类。在围岩稳定性分类的基础上对沿特厚煤层中部掘进的大断面巷道9#煤层机巷和沿中厚煤层顶部掘进的4#煤层辅运巷进行了支护设计说明,对支护效果进行了观测及评价,为今后东坡煤矿其它巷道的围岩稳定性分类和支护设计提供参考。     

软岩巷道监测信息反馈与支护研究

软岩巷道工程支护问题一直是困扰我国煤炭生产的一个重要问题。因软岩巷道支护设计不合理产生的巷道破坏、返修乃至停产造成巨大的资源浪费,软岩巷道支护常出现顶板离层、片帮、底鼓等破坏形式。锚杆支护巷道围岩活动初期一般具有隐蔽性,不易观察,破坏具有突发性。因此,进行软岩巷道支护监测,掌握巷道围岩活动的规律,既可对现有支护作出稳定性评价,也对提出合理有效的支护形式具有重要意义。     

巷道围岩稳定性的模糊综合评判

在煤矿生产过程中,煤矿巷道的稳定性直接影响着生产人员的安全.因此,及时准确地对煤矿巷道的稳定性做出预评价,并制定有效的预防或处理措施,对预防顶板事故的发生、降低事故对人员及生产造成的危害有着积极的意义.在研究分析影响巷道稳定性的地质条件、支护、施工和巷道变形监测等方面因素的基础上,提出了煤矿巷道稳定性模糊综合评价模型及其评价方法,为煤矿巷道稳定性评价提供了科学依据.     

基于模糊可拓综合评价方法的巷道支护参数优化

在巷道支护参数优化设计中,将模糊数学和可拓学相结合,建立起巷道支护效果模糊可拓综合评价模型,分别从技术层面和经济层面进行分析,为最优支护方案的选择提供数据依据。为确保巷道的安全性,应用锚固复合承载体稳定性判据对最优方案进行验证。将此优化方法应用到古城矿回采巷道支护参数优化中,结果表明优化方案既能保证巷道围岩控制效果,又能提高巷道掘进速度,减少支护成本。     

基于模糊聚类综合分析的煤巷围岩稳定性分类研究

为研究近距煤层煤巷围岩稳定性分类及支护参数的合理选取,选取相似地质条件矿井的巷道围岩力学性质参数作为分析样本,并依据模糊-聚类综合评判法,通过MATLAB软件中的FCM工具函数进行围岩稳定性分类研究；并结合矿井概况,提出巷道支护参数优化方案,通过围岩变形监测对优化方案进行验证。结果表明：神州煤业一采区运输巷属于第Ⅳ类不稳定巷道,模糊综合评价的结果对巷道支护参数的选取和围岩变形具有可靠的指导作用。     

甲玛多金属矿区破碎岩体巷道分级支护体系研究

针对甲玛多金属矿二期工程现有巷道围岩稳定性分类方法无法有效指导巷道支护设计的现状,基于ShapeMetrix3D近景摄影技术的工程地质调查和围岩物理力学性质试验,建立了统计区域范围内的三维岩体质量评价模型,结合甲玛矿区二期范围内的岩体质量评价体系,给出了Ⅱ~Ⅳ岩体支护标准和支护体系,制定了Ⅱ~Ⅳ岩体的巷道支护方案和支护技术参数,形成了一套适用于甲玛矿区二期区域的可以长期使用和参考的分级支护体系标准,为甲玛矿区支护设计、施工提供技术指导,具有较高的工程应用价值。     

基于正交试验的巷道支护参数优化研究

巷道支护参数选择的合理性和科学性是保障其长期稳定的关键。以某铜矿巷道为研究背景,在工程地质条件研究的基础上,利用3DEC离散元软件构建了矿山巷道的三维数值模型,设计了3因素3水平L₉(3³)支护参数的正交试验方案,获取了在不同参数条件下的变形规律和支护效果。通过对巷道支护参数优化以及经济合理性比较分析,确定了较优的巷道支护参数,即锚杆直径28 mm、长度1.75 m、间排距1.2 m, C20混凝土喷射厚度100 mm。采用极差分析方法对影响巷道稳定各因素的敏感性进行分析,从巷道顶板沉降和侧帮水平变形不同角度分析,得到的巷道支护参数因素的敏感性不同。研究结果在一定程度上为矿山巷道支护提供了技术参考,同时对处于类似地质条件下的矿山巷道支护具有一定的参考价值。     

巷道支护参数的优化及数值分析

巷道支护参数的优化不仅要考虑围岩的稳定性,还要考虑经济成本。支护参数与围岩稳定性和经济成本之间都存在着不明确关系,因此在支护过程中,很难在既保证巷道围岩稳定性,又能控制经济成本情况下得到具体的支护参数。通过设计正交试验方案,运用FLAC3D数值模拟软件得到巷道围岩的垂直收敛位移量和两帮收敛位移量,通过极差和综合加权评分法分别求出各支护参数的影响主次顺序和最优水平组合。结果表明：各支护参数对围岩稳定性和经济成本影响的主次顺序依次为喷射混凝土厚度（因素D）、锚杆直径（因素C）、锚杆长度（因素B）、锚杆间排距（因素A）,最优水平组合为A₄B₁C₂D₃。通过对进风行人大巷矿压监测得到此最优水平的支护参数,能有效保证围岩稳定性,并且每支护5 m巷道比之前节省1 875元,为巷道支护提供了重要的参考依据。     

白象山铁矿巷道围岩稳定性分类及支护对策研究

针对白象山铁矿现有巷道围岩稳定性分类方法无法有效指导巷道支护设计的现状,基于地质雷达探测和围岩物理力学性质试验,综合采用冶金矿山锚喷支护围岩分类和围岩松动圈分类方法,制定了巷道围岩稳定综合分类表与巷道支护方案选择标准。根据白象山铁矿巷道围岩的稳定性状况,将围岩分为I到V共5类：I类围岩稳定,一般不支护或喷50～60 mm混凝土封闭围岩;V类围岩稳定性极差,采用直径20~22 mm、长度2 200~2 400 mm的螺纹钢锚杆、钢筋梯（钢筋网）以及锚索进行支护,并考虑采用型钢支架加强支护,底板铺设反底拱,实施全断面注浆加强支护。工程实践表明,以白象山铁矿巷道支护方案选择标准为依据进行巷道支护设计,针对不同巷道围岩类别选用合理的支护形式与参数,可以有效地控制巷道围岩的收敛变形,保证巷道围岩的长期安全与稳定,具有较高的工程应用价值。     

基于复合材料力学的锚固巷道数值模拟研究

为了建立一种符合锚喷支护围岩稳定性分析和支护参数总体评价的简化等效计算方法,应用复合材料力学的基本原理,建立了加锚岩体的复合材料力学模型。首先将锚杆和砂浆视为弹性体,推导了锚杆-砂浆复合体等效力学模型的弹性参数;然后将岩体和锚杆-砂浆复合体视为复合增强材料,建立了横观各向同性体模型,并推导了该等效力学模型相应参数的确定公式。在此基础上依据工程实例,分别进行了复合后巷道模型与常规离散巷道模型的数值模拟研究;通过对巷道两帮、顶、底部位移和围岩应力的对比分析,验证了该等效方法的可行性和适用性。     

夜场坪钼矿巷道支护分级试验研究

针对矿岩软破、稳定性差异较大的情况,综合考虑矿岩性质、应力环境、巷道使用功能、巷道服务年限4个主要影响巷道支护形式的因素,运用多指标综合分类法对巷道进行支护分级,并制定相应的支护方案。该分级方法在夜场坪钼矿巷道支护中得到应用,结果表明,巷道支护分级能快速确定各采场工程体所需要的相应支护方案,并能保证巷道的稳定性。     

深井破碎软岩巷道支护参数设计研究

为减小九龙煤矿软岩巷道北二正巷围岩变形量,通过FLAC3D数值软件对北二正巷的支护参数进行数值模拟分析,对锚杆、锚索、喷层等支护参数进行优化,提出优化的巷道支护方式,并结合在掘进和回采动压条件下对原支护方式与优化巷道支护方式,对巷道围岩的稳定性进行分析。分析结果表明,巷道顶板、帮部、底角锚杆分别采用长2000mm、2200mm、2400mm的Φ20等强度右旋螺纹钢锚杆、喷层厚度180mm、锚索长7000mm,间排距2000*2000mm时,为较优支护方案,能有效保证巷道围岩的稳定性,满足巷道安全和正常生产需要。     

基于围岩变形监测的深部软岩巷道围岩稳定性评价系统研究

针对深部软岩巷道大变形的特点,提出了分别采用弹塑性理论和有限元数值计算2种手段的基于围岩变形监测数据的稳定性评价方法,并研究开发了软岩巷道变形监测分析系统,包括用户系统、监测数据库系统、巷道变形警戒值确定系统、围岩稳定性评价系统。该系统在河南磴槽煤矿成功应用,为深部软岩巷道围岩稳定性的及时准确评价提供了便利。