基于声波法测试技术的巷道围岩松动圈测定

通过采用单孔超声波测试方法,对陕西黄陵2号煤矿巷道围岩松动圈范围进行了测试;根据测试结果,对巷道围岩进行分类,确定巷道围岩松动圈范围为1.7 m,修正了原有的锚固支护参数;针对单孔声波测试法的缺陷进行总结,提出合理建议和改进措施。结果表明:单孔声波测试方法能够快速准确的测试巷道松动圈范围,提供有效合理的支护参数,改进声波测试法的堵水效果。     

基于单孔声波法测试巷道围岩松动圈试验研究

为确定合理的锚杆支护参数并提高巷道围岩稳定性,利用声波测试松动圈的原理,结合山西金庄煤业5203煤巷的工程地质条件,依据围岩松动圈形成机理合理布置测试地点,采用单孔声波法对该矿围岩松动圈范围进行现场测试并进行锚杆支护参数设计,经FLAC3D数值模拟和现场工业性试验验证。该支护设计是可行的。研究结果表明:5203煤巷的松动圈范围为1.5～2.1 m,数值模拟结果中支护方案2相比方案1两帮最大位移减少了9.5%,顶板最大位移由46.2 mm减至45.6 mm;现场实用效果良好,两帮位移为30.3 mm,顶板位移为46.5 mm,现场实测与数值模拟结果基本吻合,证实单孔声波测试法能够快捷、准确测试巷道围岩松动圈范围,具有较好的工程实用性和优越性。     

RSMSY5(N)声波仪在巷道围岩松动圈测试中的应用

介绍了RSMSY5(N)声波仪测试原理、测试方法及过程。以黄陵2号矿采区巷道围岩松动圈演化规律研究项目为例,对测试结果进行分析,得出了巷道松动圈范围。实践证明,应用RSMSY5(N)声波仪对巷道围岩松动圈进行测试,能够得出巷道围岩测孔与波速变化规律,为围岩松动圈范围及锚杆支护参数确定提供可靠依据,具有较高的工程实用价值。     

围岩松动圈支护理论在煤巷支护设计中的应用

根据围岩松动圈支护理论,在屯兰矿12501运输巷道内应用PHD-2型松动圈测试仪进行围岩松动圈范围测试,确定松动圈厚度值LP并进行松动圈分类。由测试结果可知,巷道围岩松动圈厚度在1.3~1.5m之间,属于中松动圈Ⅲ类一般围岩,应按照悬吊理论设计支护参数,从而确定适用于巷道地质条件的支护方案。通过对支护方案进行现场试验并监测巷道表面位移量,证明巷道变形量小,顶底板最大移近量小于26mm,两帮最大移近量小于36mm,围岩保持稳定。这表明根据围岩松动圈理论设计巷道支护方式及参数是合理可靠的,为屯兰矿巷道支护设计提供了技术参考。     

基于围岩松动圈理论的锚杆支护技术研究

现有锚杆支护参数确定多依据工程类比法,支护方案的确立缺少科学理论依据。因此,通过分析围岩松动圈原理,并应用超声波探测金川Ⅲ矿1554和1220m水平运输巷道的围岩松动范围。依据围岩松动圈测试结果,确定支护参数和支护方案,并通过数值模拟进行支护效果分析。研究结果表明,超声波能够探测围岩松动范围;围岩松动圈理论指导锚杆支护参数的确定是合理可靠的。     

用干孔换能器测试围岩松动圈

巷道围岩松动圈的测定,对确定井巷的支护参数具有十分重要的意义。巷道围岩松动圈的测定方法很多,其中以声波探测最为迅速简便。目前国内钻孔声波探测时,常向钻孔注水充作耦合剂,这种耦合方式缺点较多,难以在软岩巷道中使用。本文向读者介绍应用干孔探头(换能器)测试围岩松动圈的初步研究结果。一、声波探测围岩松动圈的基本原理声波的波速随介质裂隙发育、密度降     

深井巷道围岩体声波特性及其规律

为掌握深井巷道松动圈的范围及松动圈内岩石破损程度的变化规律,对云南会泽铅锌矿950 m深井巷道进行现场声波测试。测试结果表明：不同的岩性,具有不同的声波特性,在松动圈范围内,岩体声波特性变化趋势一致;与上部测试结果相比较,松动圈的范围明显增加。在7种不同岩性的巷道围岩中,布置了10个测孔,应用单孔法进行声波测试,并对测试结果进行拟合,获得了深井巷道围岩松动圈范围内声波速度变化规律的数学表达式。为深部岩体的声波特性研究提供可靠的参考依据。     

隔离矿柱巷道围岩松动圈分布规律的测试

诸多经验表明,深部巷道的松动圈的分布特点将对支护设计有重要影响。为确定我国华东某铜矿山隔离矿柱回采时,充填体下新开挖的出矿巷道所需预留的顶板厚度及其支护方式,需要了解巷道周边松动带的范围,确定巷道围岩的不稳定区域。通过对松动圈理论及影响松动圈范围因素的研究,制定合理的松动圈测试方案,利用RSM-SY5声波仪对矿山隔离矿柱巷道围岩进行松动圈现场测试,并对测试结果进行分析,得出沿孔深方向的波速变化曲线（即V_P-L曲线）及巷道围岩松动圈范围的截面图;根据松动圈支护理论及松动圈测试结果,对矿山隔离矿柱巷道围岩稳定情况进行研究及分析,并给出支护建议。实践表明,松动圈测试作为岩石内部变形的监测手段,能够全面且真实地反映矿山巷道的破坏情况及其随着回采过程的破坏趋势,可为评价巷道稳定及巷道变形支护提供科学的指导。     

声波法和窥视技术相结合的围岩松动圈测试方法探究

围岩松动圈的大小是巷道围岩支护的重要参数,通常采用的声波法由于需要水耦合而造成操作困难;窥视仪测试虽然较为直观方便,但其方法可能受到钻孔或者孔内水汽的影响而使结果产生偏差。提出二者相结合的分析方法,即优先采用声波测试法测出松动圈的大致厚度,再结合窥视仪有目的地确定合理的监测距离来准确测定松动圈的范围,从而可提高确定围岩松动圈的准确度。     

声波测试技术在巷道围岩松动区测定中的应用

为了解决黄陵二矿巷道开挖过程中根据围岩松动圈的变化对支护长度进行调整的问题,对声波测试技术进行简要的理论分析,认为单孔折射法适合于巷道围岩松动圈的测定。围岩的破碎程度是研究巷道围岩稳定性的重要内容,依据据声波测试的基本原理,利用声波测试仪RSM-SY5N,在不同钻孔深度位置测出岩石的弹性波速度,改变探头深度并读取弹性波速度,直至波速不再改变为止;做出深度-波速曲线,根据测得的波速值的变化分析得到松动圈数值的大小并通过监测数据的提取找出声波测试存在的问题。     

北岭矿4号煤主要巷道支护设计研究

分析了北岭矿4号煤层主运大巷和辅运大巷支护存在的问题,在研究了4号煤层巷道围岩条件的基础上,通过分析其松动圈的范围,确定其围岩属于Ⅳ类围岩（不稳定围岩）。采用工程类比法,对北岭煤矿4号煤层主运大巷和辅运大巷的支护方式、锚网索支护参数等进行了设计,确定了采用锚杆支护方式,顶部结合W钢带（钢筋托梁）、网和锚索提高支护强度的支护方案,并明确了锚网索支护各项参数。方案设计完成后,在4号煤层辅运大巷选取了100 m巷道进行效果验证,重点观测了试验巷道表面位移、锚杆锚索锚固力及巷道顶板围岩深部基点位移。观测结果表明,设计的巷道支护参数能够对4号煤巷道围岩进行有效控制,方案符合设计标准要求。     

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。     

深井回采巷道围岩松动圈监测分析及支护方案的优化

 巷道开挖后,巷道周边岩体将由于应力集中产生破坏变形,形成松动圈。围岩松动圈的大小直接决定巷道围岩变形控制的难易程度。探地雷达是目前矿山最常用的物探手段之一,基于探地雷达松动圈探测机理分析,对轨道顺槽巷道不同断面位置进行了围岩松动圈探测,巷道围岩松动圈范围在1.1m-1.6m之间。分析测试结果得出轨道顺槽巷道围岩松动圈的分布规律,并对巷道的支护方案进行优化设计。     

无人工巷旁充填沿空留巷支护技术与工艺研究

利用矿山压力基础理论、锚杆支护设计理论方法,综合目前高地压支护围岩松动圈理论,根据相近地段采样的标本进行数值模拟计算,比照沿空掘巷的支护方案,结合回采巷道维修时被动支护方案的比较分析,融合巷道岩层深部的岩体力学特性,选择合理的巷道围岩控制方法及锚梁网支护技术参数、单体液压支柱配合十字铰接顶梁,回采期间还预埋注浆锚杆并采用迈步垛式支架控制顶板急速下沉,形成网矸墙。通过现场矿压观测,修正了支护参数,找到了解决邢台矿区沿空留巷支护的方法,使所留巷道的支护经济、稳定、可靠。减少顶板事故,降低维修费用和维护时间,达到安全高效的目的。     

基于围岩松动圈现场测量的巷道支护优化

为研究三山岛金矿深部-600 m水平巷道围岩的松动圈范围与应力状态,使用RSM-SY6型声波检测仪进行围岩松动圈现场测量,运用FLAC^3D数值模拟方法分析围岩应力,验证测量结果。基于现场测量的结果和应力分布情况,采用围岩松动圈支护理论,对三山岛金矿的巷道支护形式和参数进行优化。结果表明,经过参数优化后的支护方案,可以在保障安全生产的同时创造经济效益,并为矿山今后的支护设计提供技术参考。     

大断面软弱破碎围岩煤巷演化规律与控制技术

随着矿井开采深度与巷道断面尺寸的增加,煤巷围岩松软、破碎程度越来越严重,煤巷顶板冒落的危险性增大,大断面煤巷支护与维护难度随之增加。基于煤巷围岩松动圈测试与分析,揭示了大断面软弱破碎围岩煤巷变形破坏特征;采用FLAC3D模拟研究了不同巷道布置方式、顶煤厚度、巷道高宽比及侧压系数等条件下大断面软弱破碎围岩煤巷开挖后围岩变形特征、塑性区演化规律及应力分布特征,为煤巷优化布置、合理支护方案与参数的选取提供了理论依据;针对大断面软弱破碎围岩煤巷变形破坏特征与支护难点,提出了全断面锚网索喷初次支护、高预应力锚索与锚注二次加固组成的"三锚"联合支护技术方案,采用数值模拟分析与相似材料模型试验,验证了该方案的合理性与围岩控制效果,并进行了井下工业性试验。监测结果表明,采用"三锚"联合支护技术,有效地控制了大断面软弱破碎围岩煤巷的大变形与底臌,维持了煤巷围岩与支护结构的稳定及安全。     

千米深井软岩巷道挤压变形力学特性及控制研究

 为了研究千米深井软岩巷道挤压变形力学特性及控制对策,以淮南朱集煤矿-906m东翼轨道大巷为依托工程开展研究,该巷道为典型的千米深部高地应力软岩巷道,开挖后围岩产生强烈的挤压变形。通过现场地应力测试获取地应力值和室内岩石力学试验获取围岩力学参数,根据Hoek挤压变形等级曲线判断出该巷道变形为非常严重的挤压变形;通过Phase2有限元数值仿真软件分析了该巷道的围岩稳定性,计算结果表明巷道开挖后围岩变形破坏严重,拱顶位移和底臌量大,与现场情况吻合。基于深部岩石巷道围岩稳定性控制理论和“分步联合支护”理念,针对该巷道的挤压变形特点制定了相应的支护方案,其主导思想是增强围岩自身强度和支护结构的抗变形能力,尤其重视底板支护。通过有限元数值软件计算分析和现场监测验证、评价了该支护体系的强度,结果表明所提出的支护方案取得了良好的效果,能够有效的控制围岩挤压变形。     

爆破对软岩巷道松动范围影响的测试与分析

针对巷道掘进爆破施工药量日益增大,促进了岩体内裂隙的扩展,使巷道围岩松动圈增大。根据现场施工实际,对爆破前后围岩的松动圈半径进行测试,分析了巷道掘进爆破施工对巷道松动范围扩展的影响。分析结果表明:研究巷道稳定后的松动圈半径在1.8 m左右,其中爆破振动的影响约占10%,爆破动载对松动圈影响的范围在25～30 m;通过调整支护参数,增加锚杆长度,提高了支护的安全可靠性。最后从爆破参数和装药结构2个方面提出了降低巷道掘进爆破动载强度的措施。     

基于FLAC~(3D)分区赋值的煤巷变形破坏特征及控制研究

针对大断面特厚煤层巷道支护困难及数值模拟中围岩参数的合理选取问题,采用室内试验、现场测试和理论计算相结合的研究方法,分析巷道不同部位围岩的真实强度,并基于"分区赋值"思想研究大断面特厚煤层巷道的变形破坏特征,选取与之相符的松动圈支护理论进行控制设计,结果表明:理论计算、现场实测及数值模拟得出的松动圈厚度分别为1.51m、1.57m和1.6m,三者基本吻合;无支护时围岩变形均匀地向巷道空间发展,顶板易发生整体性垮落,围岩位移主要由松动圈范围内围岩碎胀变形引起;数值模拟表明支护方案形成组合拱的厚度与预期结果相符;工程应用效果良好,经济效益显著,说明松动圈支护理论能很好的解决大断面特厚煤层巷道的支护问题。     

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。