近地表条件下平斜井巷道衬砌结构研究

由于巷道围岩力学性质不佳、初期支护所采用的衬砌截面较薄等因素,处于不良地质条件下的巷道在二次支护之前经常会产生变形,既影响施工进度,又危及施工人员安全。基于上述问题将近地表条件下巷道初期支护衬砌结构简化为两铰拱,利用结构力学原理推导了拱脚为活动铰半圆拱拱圈弯矩及轴力计算公式。以新疆伊犁煤矿一号矿井回风井为工程背景,采用FLAC3D软件对伊犁煤矿巷道开挖后的初期支护进行数值模拟。结果表明衬砌厚度、围岩级别对衬砌半圆拱内力分布有很大影响：当衬砌厚度及围岩强度级别都减少时,半圆拱拱脚处弯矩及轴力呈同步下降的趋势|半圆拱弯矩最大值在衬砌拱脚厚度为拱顶厚度1～1.5倍之间波动最为剧烈,在衬砌拱脚厚度进一步增长后趋于平稳。当衬砌厚度不足、围岩强度水平较低时,围岩弹性抗力对半圆拱拱脚轴力影响更大,表明活动铰计算方法更适合此种力学环境下的内力计算。     

Systems of Support for Junctions of Mine Shafts and Roadways in Salt Rocks

Alternative systems of support for junctions of mine shafts and roadways in salt rock mass include monolithic concrete lining, concrete lining with a yielding layer and supplementary reinforcement. It is shown that traditional non-yielding concrete lining needs periodical basic repair every 5–10 years during operating life. An increase in the thickness of such support is not a guarantee of repair-free operation. It is proved to be expedient to support junctions with mine shafts with reinforcement systems of rock bolts or frames with yielding elements. This conclusion is based on the data of instrumental monitoring of adjacent rock mass and on the results of ANSYS-based simulation of evolution of stress state and damaged rock zones in time.     

公路隧道初期支护大变形处理

初期支护是新奥法的主要承载结构，它是密贴于围岩的柔性结构与控制围岩变形松弛的主要支护手段，而二次衬砌是在围岩与初期支护变形基本稳定的情况下修筑的，初期支护是二次衬砌的基础，初期支护大变形的预防与整治成为破碎松散地质条件下隧道施工的关键，针对初期支护大变形的危害，分析了龙眼睛隧道初期支护大幅变形的原因，提出了初期支护大变形的整治的措施。     

深井软岩巷道变形和加固对策

采用非连续变形分析软件(DDA),首次对巷道围岩松动圈非连续体位移影响因素的变化规律进行了模拟研究,提出了巷道关键部位加强支护的理念。采用高强锚杆与喷射混凝土对高应力软岩巷道支护,并对巷道关键部位采取钢筋网加强支护,成功地解决了深井软岩巷道的支护难题。     

河北省李家沟公路隧道施工设计

李家沟公路隧道采用短台阶及全断面开挖 ;钢筋骨架网衬砌模注砼及初期锚喷砼支护 ,采用水泥裹砂半湿式喷砼法 ;衬砌分 2序进行 ;采用光面控制爆破。     

基于验算点法的煤矿巷道锚喷支护结构可靠度研究

基于巷道锚喷支护结构的作用机理,得到了其支护状态方程,引入可靠度计算的JC法(验算点法),从力学的角度建立了关于JC法的煤矿巷道锚喷支护结构可靠度分析的计算公式和流程。根据建立的可靠度公式和流程,对某工程实例进行可靠度计算,结果表明,该煤矿巷道,混凝土衬砌厚度和锚杆间距对可靠度指标影响明显,两者的最佳参数分别为8 cm和0.9 m。     

非连续采空区矿柱力学分析的数值模拟

为探讨非连续采空区矿柱力学原理，通过FLAC3D数值模拟技术，对下向水平分层进路式胶结充填采矿法开采形成的非连续采空区中矿柱的受力状态进行了分析。研究表明，非连续采空区中矿柱所受的力主要为覆岩的自重应力，水平应力对其影响不大；随着埋深的增加矿柱承受的垂直方向的力近似呈直线增加；随着非连续采空区跨度的增加（进路数量增加），非连续采空区受垂直方向的应力逐渐由围岩两侧向矿柱中间过渡。     

钢骨混凝土井壁水平极限承载特性的试验研究

针对600～800 m巨厚冲积层中煤矿立井井筒的支护问题,提出了采用钢骨钢纤维高强混凝土井壁结构型式.为了研究该种井壁结构的水平极限承载特性,根据相似理论,采用物理模拟试验的方法,开展了2个模型井壁的破坏性试验,研究了该种井壁结构的水平极限承载特性和变形破坏特征.试验研究表明:在竖向荷载(井壁自重应力)加载阶段,钢骨和混凝土能够协同变形;水平荷载加载阶段,钢骨应变达到屈服应变后,钢骨表现出一定的塑性流动变形能力;井壁破坏时,钢骨和混凝土的切向应变值可达-3500×10-6(压);利用厚壁圆筒的弹性、塑性极限承载力估算井壁的水平极限承载力上、下限值,试验值更接近塑性极限承载力;由于钢骨和钢纤维的加入使得高强混凝土的脆性得到改善,钢骨钢纤维高强混凝土井壁具有更好的塑性变形能力和延性,是深厚表土层中一种可行的井壁结构型式.     

Creep characteristic simulation of deep soft rock roadway and long-term mechanical analysis of lining support

By the generalized Kelvin creep model, rheological characteristics of deep soft rock and long-term mechanical behaviors of support structures were simulated. Mechanical deformation characteristics of support structures under different lining circumstances were also analyzed on the basis of deducing the relationship between the generalized Kelvin creep model and implicit creep equations in ANSYS FEM software. The results show that high stress of deep tunnels is the main factor in creep damage; the surrounding rock’s deformation binding effect due to lining increases as the thickness increases but the effect becomes very weak when it increases to a certain value; contact pressure on the lining decreases as its thickness decreases. Supported by Open Foundation Project of Education Ministry Key Laboratory about Mine Disaster Prevention and Control (MDPC0811); Research Project “Spring Bud Plan” of Shandong University of Science and Technology; Shandong University of Science and Technology Innovation Fund Grant (yca2008-04-01).     

井筒采动损坏评价方法

目前国内外对井筒的采动损坏缺乏定量的评价方法,井筒的采动设计与保护容易产生安全隐患。为此,通过总结井筒采动变形、破坏的形式和特点,并根据井壁破坏与围岩变形的关系,主要针对混凝土、钢筋混凝土井壁,建立了科学可行的井筒采动损坏评价方法和指标：以井壁与围岩的竖向变形关系为主要评价指标,分别建立了表土、基岩段井壁竖向压缩（拉伸）变形破坏的计算公式。通过井筒采动损坏实例分析,印证了该评价方法和指标的可靠性。研究成果解决了井筒采动损坏的安全性评价问题,为井筒煤柱开采的安全设计提供了可靠的技术保障。     

Technische Lebensdaueruntersuchungen an Ausbaumaterialien

The article presents a cutout in the field of the research on the technical lifetime of support elements. During the construction of tunnels a large number of investigations were performed to evaluate the durability of supporting materials. The previous results show no deterioration of the material properties of each support element. Performed tension measurements in the secondary lining confirm the supporting character of the primary lining after 30 years of operation. Further investigations, calculations and FE simulations are intended to illustrate a new design concept based on the current standards and guidelines.     

浅析城市地下工程的围岩稳定性

分析围岩稳定性，计算出围岩压力，为设计衬砌支护提供依据。     

攀钢尖山铁矿5号胶带斜巷复合式衬砌技术分析

通过攀钢尖山铁矿5号胶带斜巷复合式衬砌的支护技术分析,对矿山浅埋巷道的超前支护、初期支护、永久支护的工艺方法原理、主要技术参数、相关注意事项等技术方面的问题进行了深入探讨。     

基于弹性基础梁理论的冻结壁和冻结管变形与受力分析

冻结段掘砌过程中,冻结管的变形受力位移取决于冻结壁的变形,而施工段附近,冻结壁的变形受力不符合通常按平面问题处理的厚壁筒理论要求。提出了分析施工段附近冻结壁的弹性基础梁力学模型,分析推导出基于弹性基础梁的冻结壁变形位移计算表达式,并通过实例计算与实测结果分析对比,较全面地考虑了冻结壁及中部未冻土的力学性质、冻结壁的几何尺寸、掘砌施工段高、无支承段高、泡沫塑料可缩层、混凝土井壁的支承作用等因素,较好地反映了施工段附近冻结壁的受力和变形情况,并把冻结壁变形和冻结管的弯曲联系起来,为研究冻结管的变形和破坏提出新的计算方法和途径。     

极软岩厚煤层回风巷支护技术

介绍铁法煤业集团公司大平煤矿在高应力、强膨胀围岩、临近采空区条件下对N1N1工作面回风巷进行的支护技术,采用锚网喷、36U钢双层金属支架复合支护技术在软岩支护中取得良好效果。     

Improvement of Support Technology in Artemevsk Mine of Vostoktsvetmet

The state of mining in Artemevsk Mine is analyzed, and the current and recommendable support designs are described. In unstable rock mass, it is possible to replace heavy and laborious steel frame support by less expensive and lower labor-intensive shotcrete lining with surface reinforcement without reduction in load-bearing capacity of the support. The variants of arrangement of shotcrete production plant are discussed, and the economic efficiency of the proposed wet-mix shotcreting is calculated in terms of Artemevsk Mine.     

软岩巷道采用树锚网喷与圆拱碹联合支护的可行性分析

分析了老屋基矿软岩巷道失修的原因,根据软岩岩层的特殊性,对软岩巷道采用一般支护比较困难的情况下,进行树锚网喷与圆拱碹联合支护的可行性分析,从而找到适于软岩巷道支护的方式,解决了软岩巷道支护困难的难题,给矿带来了较好的经济效益。     

在表土层中大断面胶带输送机机头硐室施工技术

以容光煤矿主暗斜井大断面胶带机头硐室为例,介绍了通过采用顶部导硐施工、矿用工字钢扶棚喷浆临时支护、钢筋混凝土二次支护等施工工艺,确保井巷安全施工技术。     

城郊煤矿大硐室喷射高韧性纤维混凝土支护

针对煤矿大硐室断面跨度较大,围岩稳定性较差,砌筑混凝土支护较为复杂,用锚网喷支护喷层易开裂的缺点,采用喷射高韧性纤维混凝土配合锚网喷、锚索支护技术,从而缩短施工工期,减少投入,避免喷层开裂,有效支护大硐室。     

立井井筒非采动破裂的遗传-支持向量机预测模型

选取表土层厚度、底板含水层厚度、底板含水层水位速降、井筒外径、井壁厚度、井筒投入使用时间6个立井井筒非采动破裂的特征属性作为判别因子,以工程实测数据作为学习样本,利用遗传算法优化支持向量机参数,建立了煤矿立井井筒非采动破裂的遗传-支持向量机预测模型,并对工程实例进行测试。研究结果表明,该模型预测精度高,回判估计的错误率低,为快速准确地预测立井井筒非采动破裂提供了一种新的方法和途径。