起爆方式对爆破损伤影响的数值分析

为了研究不同起爆方式下柱状药包的爆破效果,采用有限元软件,对不同起爆方式下爆轰波的传播、叠加和损伤演化进行了分析,得出结论 :沿着爆轰波传播方向,炮孔围岩会形成高压力区,有利于岩石破碎;正向起爆时的孔口损伤区大于反向起爆,有利于孔口的破碎,但是底部损伤区较小,不利于消除"根底";反向起爆炮孔底部损伤区域大于正向起爆,有利于炮孔底部岩石破碎,能较好地消除"根底"现象。     

非充分稳定覆岩下综放沿空掘巷窄煤柱变形机理

为了掌握非充分稳定覆岩下综放沿空掘巷窄煤柱变形机理,采用矿用钻孔窥视仪对非充分稳定覆岩下综放沿空掘巷窄煤柱进行了钻孔摄像观测,提出了"基本测量尺度-破碎等级逐级评判"钻孔裂隙统计方法,研究分析了裂隙分布规律。研究表明:1)非充分稳定覆岩条件下综放沿空掘巷窄煤柱裂隙多以径向裂隙及离层形式存在,异常破碎带主要出现在煤柱两端,煤柱中部多存在间隔分布的径向裂隙,微小裂隙几乎全部存在于煤柱中部。2)按照破碎程度的不同,窄煤柱可分为3个区域,即近巷破碎区A、中部稳定区B和沿空破碎区C。B区更靠近C区,整体区域分布表现出几何上的不对称性。3)控制该类煤柱变形的基本思路是控制基本顶断裂后关键块的回转和滑移,提出了"控回转、重锚固、强限制"内外联合控制方法。     

焦作矿区东部矿井突水危险性分区及水害治理

焦作矿区水大、水文地质条件复杂.根据突水系数、单位涌水量水位降2个突水危险性分区指标将焦作矿区东部矿井划分为非突水威胁区、突水威胁区和突水危险区进行分区管理,根据不同区域的水害特征分别采取了与之相适应的防治水措施:非突水威胁区,应以疏水降压为主,对较大断裂破碎带进行注浆加固;突水威胁区,应疏水降压,对局部含水层进行注浆改造,对断裂破碎带进行注浆加固;突水危险区治理难度大,新区掘进时,要坚持"有掘必探,先探后掘"的原则,对于揭露的断层及破碎带要提前进行注浆加固.     

2305巷掘进工作面顶板破碎区支护优化

三盘区4#层2305巷掘进期间顶板破碎、离层,导致巷道成形差、支护难度大、围岩变形严重等问题,对断层群应力区巷道顶板采取"铺设钢筋网+施工联锁锚索梁棚+液压伸缩钢棚"等联合控制措施,有效防止了顶板破碎、下沉现象。     

掘进巷道快速过断层施工技术应用

基于四候煤矿3108回风顺槽过F3断层期间,顶板出现严重破碎、下沉现象,提出了俯斜台阶法施工工艺,并对断层破碎带顶板采取MF-2型化学材料注浆加固以及"钢筋锚索网+U29梯形棚"联合支护措施。支护效果检验结果表明,联合支护有效控制了断层破碎区顶板下沉、破碎现象,保证了巷道顶板稳定性。     

超大断面硐室围岩变形破坏机理及控制

针对断面面积近100 m2的大采高支架换装硐室,采用现场观测、数值模拟等方法分析其变形破坏机理:硐室断面增大致使围岩破碎区、塑性区增大,超大断面硐室塑性区半径达到普通断面硐室的2.2倍;断面增大引起掘进扰动应力增高,而锚杆加固厚度小、初期支护阻力小致使软弱围岩严重变形破坏。针对支架换装硐室0~2.5 m的破碎区、2.5~8.0 m的塑性区,提出了分区耦合支护围岩稳定控制原理:硐室围岩由浅至深破坏程度逐渐减小,达到稳定所需支护强度逐渐减小,采用高强高预紧力"锚杆、注浆锚索、锚索"支护及"分区注浆加固"技术,可形成针对破碎区、塑性区和弹性区的3个相互联系的承载圈,从而满足各个分区支护强度需要,实现支护结构和围岩共同承载,保证围岩稳定。     

深部软弱破碎复合顶板煤巷稳定控制技术

针对深部软弱破碎复合顶板矩形断面煤巷易冒顶、大变形、难支护等特点,基于锚杆和锚索支护理论,提出了兼具组合梁和组合拱承载效应的梁-拱锚固承载结构,分析了梁-拱锚固结构的几何特征,揭示了不同锚固参数条件下梁-拱锚固结构的形成过程及演化规律,反映了不同支护形式下煤巷顶板的锚固结构效应。采用FLAC~(3D)模拟研究了4种支护技术方案条件下深部软弱破碎复合顶板煤巷围岩位移与塑性区损伤扩展演化规律,揭示了不同支护技术方案对矩形断面煤巷围岩的控制效果,验证了采用基于梁-拱锚固结构的深部软弱破碎复合顶板矩形断面煤巷支护技术方案的合理性,并进行了井下工业性试验。监测结果表明,采用"梁-拱锚固结构"支护技术方案有效地控制了深部软弱破碎复合顶板煤巷离层与大变形,维持了深部软弱破碎复合顶板煤巷围岩与支护结构的稳定及安全。     

软岩动压巷道围岩稳定性原理及控制技术研究

针对张双楼煤矿西大巷围岩力学性质,主要是膨胀性泥岩在浅部遇水破碎、扩容的特征、深部膨胀特征,通过现场测试、建立力学模型、数值计算,对西大巷稳定性的力学效应、受采动影响时围岩塑性区及破碎区宽度及变形与采动支承应力的关系分析,分析在采动支承应力作用下的软岩巷道,其围岩破碎区、塑性区的范围,巷道变形与破碎围岩塑性区范围、峰后强度、支护的关系,研究动压软岩巷道围岩变形机理、软岩巷道围岩流动规律,提出了深井巷道围岩控制的"内、外结构"稳定性原理.针对西大巷围岩地质条件,依据研究的成果,寻求巷道稳定控制技术,并通过工业性试验检验,使得西大巷由研究试验前的强烈变形到研究后的基本稳定.     

组合切削具产生的预破碎区对钻进效果的影响

从组合切削具将在岩石中产生预破碎区的论点出发,通过实验定量研究了预破碎区深度与掏槽刃切入深度的关系,得出了预破碎区有利于降低岩石强度及岩石破碎能耗的结论,并用生产试验结果进行了验证。提出了孕镶金刚石钻头钻进Ⅶ～Ⅷ级硬岩时仍存在预破碎区和切削、微切削破岩方式,以及预破碎区并非越大越好的学术观点。     

应力区预留顶煤巷道掘进支护优化

针对应力区1210风巷掘进期间顶板破碎、巷道顶板下沉量及巷帮移进量加大、巷道支护效果差等现象,分析了巷道变形、破碎原因,提出了"大锚杆(索)+经纬加粗钢筋网+π型钢棚"等联合支护措施,取得了较好效果。