深部大巷围岩松动圈地质雷达探测试验研究

采用地质雷达探测方法对某矿-650m南翼回风大巷不同断面位置进行围岩松动圈探测,测得无锚网支护处围岩松动圈范围为1.55~1.7m,有锚网支护处为1.2~1.4m。锚网支护在一定程度上可以阻止围岩松动圈的扩展,但无法有效地减小松动圈范围。根据探测结果,提出了大巷围岩支护优化的建议,对于保持巷道长期稳定具有重要的意义。     

深部延伸巷道围岩松动圈的探测与分析

围岩松动圈形态和变化范围是巷道围岩稳定性评价与支护的重要参数之一。为了探究高应力软岩巷道围岩松动圈变化特征,以裴沟煤矿深部42采区为地质背景,采用地质雷达方法通过现场实测,获得了深部延伸42采区轨道下山沿线典型区段两种主要岩性断面松动圈的主要量化参数,发现泥岩和灰岩两种不同岩性巷道围岩松动圈对应位置范围具有较大差异性。研究结果对42采区巷道围岩支护类型的选择及安全生产具有较强的参考价值。     

巷道围岩松动圈探测及支护技术研究

合理的支护设计是保障巷道围岩稳定的前提，而煤矿巷道支护设计缺乏相关数据和理论的支撑，导致巷道支护设计不合理。针对采动巷道支护设计不合理的问题，以糯东煤矿二采区轨道下山为工程背景，采用钻孔成像仪对巷道围岩完整性进行观测，理论分析了钻孔成像仪的观测结果。结合围岩松动圈支护理论，得到了巷道围岩松动圈的发育范围，为糯东煤矿二采区轨道下山支护设计提供了依据，提出锚网喷加锚索加强支护的方案。实践表明，巷道支护效果良好，达到了预期的支护效果。     

非软顶底板煤巷锚杆支护及围岩松动规律

分析巷道围岩松动规律是优化锚杆支护的基础.通过对非软顶底板煤巷围岩松动特征与锚杆支护关系的分析,理论计算了非软顶底板煤巷围岩的松动范围,提出了非软顶底板煤巷锚网索耦合支护方案,运用数值计算分析了非软顶底板煤巷锚杆支护前后围岩松动规律,并对试验巷道围岩松动范围进行了钻孔窥视和超声波探测.结果表明:非软顶底板煤巷围岩松动范围在顶板两角及两帮中部,两帮呈半圆形破坏,顶板呈马鞍形破坏.锚杆支护后,围岩松动范围减小,围岩应力由顶板两角沿两帮向底板两角深部转移,顶底角锚杆(索)耦合支护利于巷道围岩的稳定.     

巷道围岩松动范围预测公式拟合分析

围岩松动圈理论是分析锚杆作用机理及指导锚杆支护设计的有效理论依据。针对澄合矿区巷道围岩变形影响因素,基于数学理论,利用现场斜井监测数据对巷道顶底板和两帮进行了围岩松动范围与埋深、原岩应力与强度比值、巷道宽度、围岩岩性等多因素不同形式的公式拟合,得到了王村煤矿斜井单因素和多因素的围岩松动范围最优预测公式。围岩松动范围预测值与实际监测值的对比误差较小,各拟合公式在一定程度上能较好地反映澄合矿区王村煤矿斜井监测巷道围岩松动圈的基本分布规律,为王村煤矿斜井巷道锚杆(索)支护优化设计提供了依据。     

破碎围岩巷道锚杆支护优化研究

破碎围岩巷道支护重点是保证围岩的整体稳定性,然而现有巷道锚杆支护设计多依据工程类比法,不能适应破碎围岩巷道的支护参数确定。通过对金川Ⅲ矿1 554水平运输巷道进行超声波探测,确定了围岩松动范围,并以此确定锚杆支护参数。数值模拟研究发现,围岩松动范围能够指导锚杆支护参数的确定;依据松动圈测试结果减小锚杆长度、增加支护密度能够取得很好的支护效果,保证了围岩的整体稳定性,同时减少材料消耗、节约支护成本。     

从围岩松动圈来研究锚喷支护结构

从理论和试验分析，围岩松动范围的大小体现了巷道的稳定性和支护的难易程度，所以围岩松动圈是确定锚喷支护结构的依据。     

基于松动圈理论的巷道支护设计

为科学确定金鼎煤矿巷道掘进过程中锚杆支护参数和支护方案,采用单孔声波法对井底车场巷道不同断面进行了松动圈测试。依据围岩松动圈测试结果和松动圈支护理论,确定了支护参数和支护方案。结果表明,单孔声波法能够探测围岩松动圈范围,可据此指导巷道支护参数的确定。     

软岩巷道围岩变形破坏规律与支护方案优化

针对清水煤矿高应力软岩巷道变形严重这一问题,通过对巷道围岩深部位移和围岩松动圈进行监测,确定巷道围岩不同深度的围岩变形特征和松动圈范围,进而对巷道支护方案进行优化。研究表明:顶板变形集中部位为1~4 m深范围,两帮变形集中部位为2~4 m深度范围,巷道围岩松动圈的范围为2.9~3 m;将原有巷道的支护方案改为长度为5 m的加长锚杆进行支护,通过数值模拟验证该方案可以有效的控制围岩变形。     

深部巷道围岩松动圈稳定控制理论与技术进展

围岩松动圈支护理论是在研究巷道围岩物理和力学状态的过程中发展起来的一种实用性岩层控制理论,近30年来在围岩松动圈支护对象与围岩分类、大松动圈围岩控制理论与技术、松动圈测试技术等方面取得长足的进步,深部巷道围岩控制的核心是确定支护对象并形成支护-围岩稳定结构,围岩的破裂膨胀及破裂后块体非连续变形构成的形变压力是巷道支护的对象。巷道围岩松动圈分类是建立围岩稳定性评价方法的核心内容,旨在正确评价围岩的支护难易程度、确定主要支护对象、优化支护参数和提出合理的施工工艺,为此形成深部大松动圈围岩综合指标分类法。深部巷道松动圈支护技术开发出被动支护、主动支护、改性加固技术、应力转移技术、联合支护等5大类围岩控制技术;形成以锚杆(索)为主体支护的多种支护方式并存的巷道支护体系,解决了大量巷道支护难题。巷道围岩松动圈厚度值可通过理论分析、相似材料模型试验、数值模拟、现场实测及智能预测方法获得;开展深部巷道围岩松动圈现场实测,可在理论与试验方面不作任何假设,能得到准确可靠的数据。探讨分析围岩松动圈测试与深部巷道大松动圈围岩支护中存在的技术难题及应对措施,可为深部巷道支护设计研究提供借鉴思路。     

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。     

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。     

深井巷道围岩松动圈现场测试及支护方案优化

巷道开挖后围岩应力重新分布,当应力大于煤岩体的极限应力时,巷道周边一定范围的煤岩体就会发生变形破坏,围岩将破碎产生裂隙进而形成松动圈。松动圈的大小与围岩强度、原岩应力大小、巷道断面、巷道掘进与支护等多种因素有关。在分析探地雷达松动圈探测机理的基础上,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1.1~1.6 m,并根据测试结果对巷道的支护方案进行了优化。     

利用探地雷达探测采矿进路围岩松动圈

针对和睦山铁矿采矿进路围岩特征,利用探地雷达探测了采矿进路围岩松动圈范围,并就该矿的采矿进路支护提出了建议,为该矿巷道变形破坏特征与机理研究、支护设计与参数选取提供依据。     

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。     

软岩地层开拓巷道合理支护技术研究

通过对开拓巷道围岩松动状态、表面位移和压力监测分析,得出了开拓巷道围岩松动状态与承载性能的综合分析结果。分析开拓巷道围岩松动范围的演化规律和断面形式的选择,给出了开拓巷道合理支护结构形式。     

城郊矿深部延伸巷道围岩松动圈实测及数值模拟

围岩松动范围及其变化是巷道围岩稳定性评价和支护的重要参数之一,如何快速准确地探测松动圈范围,更好地为工程服务,成为现今深部开采矿井研究的热点。以城郊矿深部延伸巷道围岩支护及破坏特征为背景,在总结前人关于巷道围岩松动圈成果的基础上,采用实测和数值模拟2种方法,对城郊矿二水平围岩松动圈范围进行对比研究。实测选取二水平围岩巷道的5个测站,采用地质雷达进行测试,得出了5个测站的围岩松动圈的横向测试断面围岩破坏特征差异较大,既有相对完好围岩,又有松散破碎较严重的围岩;纵向测线上巷道不同断面位置,围岩松动范围差异较大,介于1.4~2.8 m,这种差异与地质条件和矿山压力密切相关。数值模拟获取了城郊矿深部软岩巷道的围岩松动圈范围介于2.0~3.0 m。综合分析数值模拟及地质雷达研究结果,确定出城郊矿深部软岩巷道的松动圈范围介于1.4~3.0 m。研究结果对城郊矿深部延伸巷道围岩支护方式的选择具有重要的参考价值。     

基于便携式地质雷达的巷道围岩松动圈探测

基于便携式雷达探测技术和声波测试技术,研究了阿舍勒铜矿深部采区不同中段、开采扰动前后的巷道围岩松动圈厚度分布规律。研究结果表明：采用Sub Surface Profiler(SSP)新型便携式雷达探测的巷道围岩松动圈厚度与采用声波测试的巷道围岩松动圈厚度基本一致,采用SSP便携式地质雷达能够快速、准确的探测巷道围岩的松动圈厚度。阿舍勒铜矿-200m中段巷道围岩松动圈厚度约为1.6～1.9m,明显大于50m中段开采扰动前的巷道围岩松动圈厚度。开采扰动明显加深了采场临近巷道围岩松动圈厚度,阿舍勒铜矿50m中段开采扰动前,临近采场巷道围岩松动圈厚度约为1.4～1.7m,开采扰动后约为1.6～2.0m。研究成果对于矿山依据围岩松动圈厚度优化支护参数具有重要参考价值。     

基于地质雷达探测技术的巷道围岩松动圈测定

急倾斜煤层巷道受地质条件、巷道断面形状等因素影响,围岩松动圈发育具有非均衡性,并严重影响巷道稳定性控制,基于此,采用地质雷达探测技术对赵家坝煤矿急倾斜煤层回采巷道进行围岩松动圈范围测试,通过雷达波形图分析,得出围岩松动圈范围.结果表明:急倾斜煤层巷道不同测站断面的松动圈范围不同,同一测站断面的不同部位的松动圈范围也不同.依据现场巷道变形特征和围岩松动圈测试结果,调整巷道断面形状使松动圈扩展较大一侧形成拱形自稳结构,缓解应力集中,实现对急斜巷道围岩稳定性控制.     

倾斜层状巷道围岩松动圈分布及支护技术研究

深埋巷道倾斜层状围岩常出现变形大且不均匀的现象,尤其是在深部高应力条件,严重制约了地下采矿的安全性。对某矿山巷道开挖后倾斜层状围岩进行了松动圈范围监测,监测结果表明巷道的左拱角和右底角附近的松动范围比其他部位的松动范围大。在松动圈分布范围的研究基础上,提出了非对称型支护方式,取得了良好的支护效果。