断层对巷道围岩应力状态影响数值模拟研究

应用数值模拟,对巷道掘进到断层区域时巷道围岩受力变动情况展开探究。探究结果表明:在断层附近26~27 m范围内断层会使巷道围岩受力受到影响,其中帮部垂直方向受力会受到较大干扰,底板围岩垂直应力对顶板围岩垂直应力影响最小;断层对底板围岩水平应力影响最大,帮部围岩水平应力对顶板围岩水平应力影响最小;巷道顶底板掘后水平应力受到断层构造的影响会增大,而且帮部垂直应力与正常地带相比也会有较为明显的加大,使巷道围岩的变形比较突出。     

高应力岩层巷道钻孔爆破卸压技术

为了深入研究深部高应力岩层巷道围岩松动爆破卸压技术,针对高应力巷道围岩受采动影响的变形破坏特点,采用FLAC数值模拟软件对深部动压巷道围岩进行了松动爆破卸压模拟,结果表明在松动区域轴向平行于巷道顶板和帮部时,在距巷道顶板和帮部围岩5 m处进行爆破,可以在巷道周围形成一个松动区域,使巷道围岩浅部应力与深部集中高应力隔离开,达到巷道围岩集中应力向深部转移和改善巷道围岩受力状态的目的.通过工程实践,验证了模拟方案的合理性,并使爆破参数得到了优化.     

低强度软岩巷道大变形围岩稳定控制试验研究

通过在低强度软岩巷道进行的大变形围岩稳定控制试验及计算，分析了各种支护方式的试验效果，得出一次锚网喷、二次大刚度、高强度支护控制低强度软岩巷道围岩稳定是科学合理的。低强度软岩巷道大变形围岩稳定控制的机理为：一次支护让压，围岩体受力达到较低变形速率下的力学平衡，充分发挥围岩承载力；二次大刚度高强度支护，减少巷道岩体偏应力，使巷道围岩切向应力相对降低，径向应力相对升高，应力状态优化，促进围岩应力向稳定应力状态转化。     

梯形墙封闭式(石旋)支护软岩巷道

由于上部岩层的重力作用和地质构造,地下岩石处于受力状态。巷道掘进后,巷道的围岩产生应力重新分布,形成了应力集中带和应力松弛带。在巷道的顶板和两帮的局部地方,某些岩块向巷道内凸出,围岩产生变形,向巷道空间位移,出现局部破坏,引起全部破坏。这种破坏一般从巷道顶部或两     

钻孔卸压开采的数值模拟

应用在巷道两帮打钻孔的方法,对程潮铁矿东西区结合部高应力区进行卸压开采分析,根据卸压机理结合工程实例对其进行数值模拟,分析在打卸压孔前后东西区结合部的应力分布特征。模拟结果表明,钻孔卸压开采有效地利用了卸压孔对巷道周围岩体的切割,使巷道围岩的集中应力向卸压工程转移,同时利用卸压孔的空间收缩来释放周围岩体的压力,最后达到减少巷道围岩受力和变形的卸压效果。     

第三系软岩巷道变形破坏特性及耦合控制对策研究

本文分析了我国第三系软岩巷道变形破坏特性,对锚网索-双层桁架支护技术在柳海矿的成功实践进行了深入研究。现场调查结果显示,柳海矿第三系软岩巷道破坏范围广、返修率高、破坏形式复杂且呈现非线性大变形现象。通过综合分析本区的高应力节理化强膨胀复合型变形力学机制,提出锚网索-双层桁架耦合支护体系,即充分利用桁架全方位立体耦合受力特性,结合锚网索从时间和空间上控制围岩非线性大变形,使巷道围岩受力更加均衡合理。锚索可以调动深部坚硬围岩强度,而双层桁架以其强度高、整体性强、协同均匀性好和立体化接触受力特性承载围岩流变荷载并相互传递,使巷道深部围岩高应力能够得到有效转化。工程实践表明,该技术得到成功运用,保证了巷道底板稳定性。     

深部巷道等强支护控制理论

本文调查了大量的煤矿巷道现场破坏案例,提炼了6类15种典型破坏模式,分析了圆形与矩形巷道的围岩受力特征及应力分布规律。基于巷道围岩梯度破坏机理及矩形巷道等强梁支护模型,提出了深部巷道等强支护控制理论力学概念模型,即根据巷道围岩受力特征,采用开槽卸压、注浆加固、锚杆(索)主动支护、钢管混凝土被动支护等综合手段,有效调整巷道围岩的应力状态,以期实现不同位置围岩能够达到安全且与地应力比相匹配的等效应力状态,获得应力分布趋于均匀、塑性区范围相似的理想状态。给出了不同埋深、不同断面形状巷道所需的等强支护强度计算公式,数值模拟了圆形与矩形巷道在等强支护前、后围岩应力变化,验证了等强支护后围岩应力场能明显改善。等强支护控制模型一定程度上为深部巷道围岩控制提供了理论和实践指导。     

百善矿6121风巷卸压槽让压技术试验研究

应用卸压槽维护巷道,让煤体在局部范围内充分卸压,使巷道的围岩应力向煤体深部转移,改变巷道围岩应力场的分布状况,使之处于应力降低区内,减缓了矿山压力对巷道的有害影响,从而保护巷道.井下试验表明:卸压槽能有效地减小围岩移近量,从而保持巷道长期稳定,具有较好的应用价值.     

基于预应力锚和自应力注的破碎围岩锚注加固应用研究

针对高应力巷道围岩锚注中注浆锚杆锚固力低和水泥基注浆材料自收缩造成控制效果不佳的问题,提出基于预应力锚和自应力注的破碎围岩锚注加固方法.以平煤十矿变电所巷道为工程背景,基于原支护方式失稳机理分析,探究裂隙岩体自应力浆液加固原理,研发新型高强预应力注浆锚杆系统,形成基于预应力锚和自应力注的破碎围岩锚注支护方案.通过浆岩界面SEM扫描、围岩钻孔窥视、锚杆索受力和围岩变形监测等方法综合评价该新型预应力锚注的工程应用效果.结果表明:通过高强预应力注浆锚杆的轴向约束应力与自应力浆液的膨胀应力使加固围岩处于准三维受力状态,实现了破碎围岩的强化与损伤修复;新型高强预应力注浆锚杆具有预应力大、预应力施加标准、锚固力高、杆体强度高等优点,能够对围岩提供高轴向约束;新型锚注加固后,注浆浆脉充填围岩裂隙,浆液结石体与岩体结合致密;注浆锚杆索受力稳定,巷道表面围岩最大位移为83 mm,说明通过新型预应力锚注加固方案实现了变电所巷道围岩稳定性控制.     

软岩巷道围岩变形力学响应特性分析

通过对软岩巷道围岩变形力学响应特性分析确定了弹塑性区应力、弹塑性位移、破碎区应力与破碎区半径的影响因素,并确定了与各因素之间的函数关系,为巷道支护提供了依据。结果表明,巷道围岩所受应力随着埋深的增大而增加,并且围岩产生的塑性范围和破碎区也相应增大。在巷道形成初期,需要立马对其进行支护处理,同时对围岩进行封闭。支护能够减小围岩所受应力,减小其围岩塑性范围和破碎范围的增加。在巷道围岩受力增加的起始时期,其塑性范围和和破碎范围增长速度相对平衡,当围岩受力达到一定程度时,围岩发生变形,塑性范围增长速度开始减缓,破碎范围扩大速度则相对增加。     

卸压槽在高应力构造带软岩巷道围岩控制中的试验研究

应用卸压槽维护巷道,煤体在局部范围内充分卸压,使巷道的围岩应力向煤体深部转移,改变巷道围岩应力场的分布状况,使之处于应力降低区内,减缓了矿山压力对巷道的有害影响,从而保护了巷道.井下试验表明:卸压槽能有效减小围岩移近量,减轻矿压对巷道的有害影响,有利于巷道保持长期稳定,具有较好的应用效果.     

软岩破碎巷道大刚度二次支护稳定原理

从组成岩体的宏观和微观力学性质角度出发，分析了软岩、破碎巷道实施锚网喷二次支护后仍然破坏的原因和影响因素，应用软岩巷道支护理论，提出了一次锚网喷支护和二次料石碹支护的力学模型，分析了各自的力学特点，得出了锚喷网一次支护和大刚度高强度料石碹二次支护的支护方式，破碎、软岩巷道支护稳定原理为：一次支护让压，围岩体受力达到较低变形速率下的力学平衡，充分发挥围岩承载力，大刚度二次支护，减少巷道岩体偏应力，使巷道围岩切向应力相对降低，径向应力相对升高，促进围岩应力向稳定应力状态转化，优化了软岩巷道支护参数.通过在程村矿的软岩、破碎巷道采用二次支护实践，取得了良好的支护效果.     

高应力软岩巷道全断面松动卸压技术研究

本文以某矿西大巷(高应力软岩巷道)为研究对象,从控制围岩应力的角度出发,提出了全断面松动放矸卸压技术,即通过人为方法主动在支架后方进行放矸,释放围岩的变形能,可将巷道开挖形成的集中应力向围岩深部转移,使巷道处于应力较低的区域中.通过数值计算研究分析了放矸卸压范围对应力转移效果和控制围岩变形的作用,确定了合理的放矸卸压参数.工程应用结果表明,应用该技术可使高应力软岩巷道附近的高应力显著地向深部转移,有效地控制了巷道剧烈变形,保持了巷道稳定.     

高应力软岩巷道全断面松动卸压技术研究

本文以某矿西大巷（高应力软岩巷道）为研究对象,从控制围岩应力的角度出发,提出了全断面松动放矸卸压技术,即通过人为方法主动在支架后方进行放矸,释放围岩的变形能,可将巷道开挖形成的集中应力向围岩深部转移,使巷道处于应力较低的区域中.通过数值计算研究分析了放矸卸压范围对应力转移效果和控制围岩变形的作用,确定了合理的放矸卸压参数.工程应用结果表明,应用该技术可使高应力软岩巷道附近的高应力显著地向深部转移,有效地控制了巷道剧烈变形,保持了巷道稳定.     

倾斜煤层巷道围岩应力分析与支护设计研究

首先分析了岩层自重应力倾斜方向的分量和水平应力对巷道围岩应力分布规律的影响,然后根据围岩应力分布提出相应的支护措施,最后通过现场应用测试对锚杆受力和巷道变形进行监测,以验证选取巷道断面形状和支护方式的合理性。结果表明:选取巷道断面为梯形能够降低岩层自重应力倾斜分量对巷道围岩的剪切破坏程度;锚杆工作状态较合理,充分发挥了锚杆的支护作用;设计支护参数能够有效控制该倾斜煤层的巷道围岩变形。     

初掘巷道围岩稳定监测系统研制及应用

研发了初掘巷道围岩稳定监测预警系统,该系统包括巷道顶板位移监测和锚杆受力监测两个子系统,具有有线和无线相结合的数据传输功能,以及在线连续监测及预警分析功能。在兖矿集团某煤矿掘进工作面进行了应用,获得了初掘巷道迎头50m围岩变形及应力变化规律,确定了包括顶板离层量、顶板锚杆受力和帮锚杆受力的围岩稳定参考值,为巷道支护安全提供了依据。     

动压影响下纵跨巷道力学分析与围岩裂隙控制技术

采用力学分析、数值模拟、现场监测等手段研究了动压条件下煤矿工作面纵跨巷道围岩的稳定性。基于岩石材料的流变特性,采用弹塑性理论分析纵跨巷道的围岩受力特征,求出了巷道围岩的应力各分量的解析解;数值计算表明,巷道受工作面前方支承压力和侧向应力的叠加应力影响,随着工作面的推进,超前支承压力对其影响逐渐减弱,侧向应力将长期影响巷道围岩的稳定性。确定了煤层工作面端头侧向应力作用下的流变效应是影响跨采巷道稳定性的重要因素之一。采用注浆封堵技术,确保了巷道围岩不被软化,保持了巷道围岩的强度和承载能力,达到了控制巷道围岩稳定性的效果。     

斜沟煤矿运输平巷锚杆支护效果数值模拟研究

为了研究巷道在不同支护形式下的受力状态和变形情况,分别对巷道在不同支护条件下的围岩应力和位移进行模拟研究。研究得出了不同支护时巷道围岩的应力和位移分布规律。巷道应用锚杆进行支护可以改变巷道围岩的应力分布状态,对顶板进行支护可以减小巷道顶板下沉量及底鼓量;对巷道两帮进行锚杆支护以后,巷道顶底板移近量稍有增加,两帮移近量大幅度减小。     

深井软岩巷道环形锚杆索支护技术

通过分析深井软岩巷道围岩变形、底鼓原因,根据预应力锚杆索的压应力分布区相互叠加交叉,在巷道围岩内能形成受力均匀的环形承压理带原理,运用环形锚杆索支护技术,较大程度提高了巷道围岩强度和承载能力,有效地控制了巷道围岩的变形。     

锚网支护下巷道围岩稳定性的数值模拟

利用FLAC3D模拟软件模拟了巷道围岩在锚网支护下的稳定性情况,分析了巷道在锚网支护情况下围岩的应力、位移以及塑性区的变化情况,并与现场实验相对比,得出锚网支护能够有效改善巷道围岩的受力情况,并能够有效提高巷道围岩的稳定性。