注浆法控制巷道底鼓机理及其数值模拟分析

分析了高水速凝材料注浆控制巷道底鼓的机理，针对东庞矿2610工作面巷道底鼓现象，提出具体的注浆方案，应用FLAC软件进行了数值模拟分析，模拟结果显示注浆法能够很好地控制巷道底鼓和围岩变形，值得推广。     

泥质软岩巷道底鼓力学计算及其优化治理

对高应力膨胀软岩条件下的巷道底鼓机理进行了分析,提出了复杂条件下复合型底鼓的力学模型,推导了巷道底板塑性区范围及底板压力的本构方程,达到了控制巷道底鼓变形的效果。     

三软沿空掘巷底鼓机理及治理研究

利用Flac3D软件,对某三软沿空巷道不同支护方案下底鼓治理效果进行了对比分析,并探讨了三软沿空巷道底鼓的机理及底板锚杆角度和长度对支护效果的影响。其中,巷道顶板和两帮采用普通锚杆支护,底板支护采用两种形式,即普通锚杆和高强锚杆(以下分别称加固前和加固后)。结果表明:三软沿空巷道底鼓主要是顶板和两帮岩石对底板向巷道中间挤压,并在底板产生拉应力造成的;采用高强锚杆对底板加固可有效控制底鼓,底鼓量较普通锚杆的减幅度为78%;底板锚杆倾角为45°时巷道底鼓量最小;锚杆长度越长,巷道底鼓量越小。     

软岩巷道底鼓机理分析

近年来,随着煤田深处矿业工程的不断延伸,巷道围压逐渐增大,巷道发生底鼓的现象也愈演愈烈,巷道底鼓是造成巷道变形破坏的常见形式。文章分析了巷道底鼓的主要因素,通过工程实例,简述了巷道的底鼓变化规律以及两帮对于巷道底鼓的联动作用,同时有针对性的提出了锚网索支护对于巷道底鼓变形量的影响。文章为维护巷道及底鼓的治理提供了一定的依据。     

巷道底鼓机理的分析

本文在分析底板岩层稳定性的基础上,描述了巷道底鼓的全过程;指出岩层的压曲、扩容和膨胀是引起巷道底鼓的重要原因;导出了计算巷道底鼓的表达式.最后进行了实例分析,研究了影响巷道底鼓的各个因素,使所导出的公式得到了验证.     

沿空巷道底鼓力学原理及控制技术的研究

应用数值模拟方法对沿空巷道围岩的应力分布和底鼓过程进行了分析，认为沿空巷道靠近采空区的底板中无水平应力的影响，底板岩层在实体煤帮高应力的作用下向巷道内和采空区运动形成底鼓，而窄煤柱在底鼓过程中起到了抑制作用。同时介绍了沿空巷道的底鼓控制技术及其在工程实践中的应用。     

软岩巷道底鼓治理机理分析

近年来,随着矿井深度的不断增加,底鼓现象已成为软岩巷道与弱结构巷道围岩变形和破坏的主要特征与形式之一,为了控制软岩巷道底鼓,本文分析了动压及软岩巷道底鼓的成因,依据工程实例,来阐述巷道底鼓的变化规律及顶板和两帮对巷道底鼓的作用,并提出了针对锚网索支护对巷道底鼓变形的影响。文章为巷道的支护和底鼓的治理提供了依据。     

高应力巷道局部弱支护机理分析

高应力巷道发生底鼓及顶板失稳等现象应区分两种情况，即巷道全周边弱支护与局部弱支护。后一种情况，围岩从弱支护部位鼓出，到一定程度则诱发牢固支撑部位支架破坏。发展过程呈缓慢～急剧形式。局部弱支护又是巷道支护工程中的常见现象，也是理论上缺乏深入研究的问题。以弹性及粘弹性理论为基础。结合实例计算，分析了高应力巷道局部弱支护机理，阐述了底鼓与顶、帮失稳相互诱发的原因，为巷道支护结构设计提供新的理论依据。     

加固两帮控制深井巷道底鼓的机理研究

巷道围岩是由顶板、底板、两帮组成的复合结构体,回采巷道两帮为软弱煤体,直接影响到底板的稳定性。通过数值计算,模拟了两帮煤体强度对底鼓的影响,煤体强度越大,底鼓量越小,反之,底鼓量越大。因此,提出了加固两帮控制深井巷道底鼓的构想,工程实践证明,加固两帮可在一定程度上控制深井回采巷道底鼓。     

葛泉矿软岩大巷底鼓机理及控制研究

-190南翼运输大巷底鼓一直是困扰葛泉煤矿的重大问题。以该巷道大范围内的岩体为研究对象,通过对围岩主要物理和力学性质的室内测试、底鼓影响因素的理论分析和支护效果的数值模拟,掌握了原支护条件下巷道围岩塑性区范围和巷道周边应力分布状况,得出围岩性质、水和支护形式是产生底鼓的主要因素,提出了底鼓控制途径和全断面注浆、帮角锚杆加固控制底鼓的方案,并通过数值模拟优化了支护参数。现场观测表明,该方案取得了良好的底鼓控制效果。     

深部煤巷底臌控制机制及应用研究

 以徐州矿区发生非线性大变形破坏现象的深部煤巷围岩结构体为研究对象,从围岩3个部位相互作用的角度提出有效控制底臌的新方法。通过对围岩物理力学性能的测试、理论分析、数值模拟、现场试验的研究,得出采用锚网索耦合支护技术控制底臌的力学作用机制：利用关键部位施加锚索,减小顶板松动岩体通过两帮传递到底板上的压力,有效减小底臌量;利用锚网注浆增加两帮岩体强度及减小收缩量,限制两帮对底板两侧形成的固定约束向深处转移,以减小发生底臌的底板宽度;对底角施加刚性锚杆及注浆,分解来自两帮的挤压应力,提高底角抵抗剪切滑移破坏的强度,控制底臌。在该原理下提出控制设计,运用到夹河煤矿－850 m水平煤巷,监测结果表明：基于技术原理下的支护设计可以有效控制深部煤巷大变形和底臌的发生。     

底角锚杆在深部软岩巷道底臌控制中的机制 及应用研究

 底臌作为深部巷道围岩变形与破坏的主要方式,一直是煤矿深井开采及其他地下巷道工程中难以解决的问题之一,如何有效地控制底臌成为巷道支护中首要考虑的问题。通过多个试验巷道工程底臌控制措施的对比研究表明,底角锚杆技术对于控制底臌起到了积极的作用。运用三维数值模拟方法,研究底角锚杆在控制巷道底板变形中的力学过程,分析分步开挖下底角锚杆力学性能发挥的时间效应,从而提出底角锚杆控制底臌的工作机制。底角锚杆在控制底板变形中的作用,主要是通过成排置入底板的杆体,利用材料自身的抗弯刚度,切断底板基角部位的塑性滑移线,对于岩体结构为块状结构或块裂结构的深部软岩巷道支护工程,可以有效控制巷道底臌。同时,结合具体的深部巷道工程实例,针对巷道底臌的变形机制及变形特征,合理应用底角锚杆控制底臌技术,提出非对称设计方法,有效控制了底板变形,对于深部巷道底臌的控制及防治具有理论指导意义。     

开滦矿区深部开采中巷道围岩稳定性研究

在对开滦矿区赵各庄矿、唐山矿深部开采过程中巷道围岩变形、破坏特征和矿井动力显现观测的基础上,结合数值模拟研究发现:(1)开滦矿区在千米深开采时水平构造应力远大于自重应力,原岩应力值远大于巷道围岩强度值,巷道将不可避免地要遭受破坏并表现为大变形强流变和严重底鼓;(2)随着开采深度增大,软弱煤岩层发生冲击地压的危险性随之增大,通常以煤层的整体突出为特征,其发生机理和高应力状态下硬岩(煤)中的岩爆有区别;(3)原岩应力状态对巷道围岩的变形破坏有着重要影响,而巷道形状对巷道围岩的破坏形式影响不大。     

济宁2#煤深部回采巷道变形破坏规律及对策研究

 随着深部地质环境的不断恶化,深部资源开采中重大灾害事故增多,巷道支护出现冒顶、底臌、顶板下沉等破坏现象。以济宁2#煤矿九采区93上06回采巷道为研究对象,通过数值模拟手段再现变形破坏过程,分别对顶板下沉、底臌变形、轴向楔体破坏和沿结构面冒顶4种变形破坏规律进行分析。针对破坏特征,提出巷道支护的优化方案。工程实践表明,通过改变巷道的断面形式、挖掉直接底泥岩和打底角锚杆可以有效地控制巷道的底臌,调整支护参数可以有效控制巷道的顶沉和冒顶。     

Investigations of water inrushes from aquifers under coal seams

In many coal mines, limestone-confined aquifers underlie coal seams. During coal extraction from these mines, water inrushes occur frequently with disastrous consequences. This paper introduces the hydrogeological conditions of the coal mines and the potential water inrush disasters from aquifers under coal seams. It then presents the water inrush mechanism. The main factors which control water inrushes include strata pressure, mining size, geologic structures and the water pressure in the underlying aquifer. Analysis shows that reduction of confinement due to mining is the major cause of the water-conducting failure in the floor strata. The depth of the failure zone is strongly dependent on the mining width. This paper also presents field observation results of the water-conducting failure in the floor strata, and applies the finite element method coupled with stress-dependent permeability to analyze hydraulic conductivity enhancement due to coal extraction. Finally, theoretical and empirical methods to predict water inrushes are given, and technical measures for improving mine design and safety for coal extraction over aquifers are presented. These measures include fault and fracture grouting and mining method modification such as changing long-wall to short-wall mining.     

深部复合顶板煤巷变形破坏机制及耦合支护设计

煤矿开采进入深部以后，地质力学环境远比浅部复杂得多，由此引起的各种非线性力学现象越来越严重，给深部支护与开采带来很大的难度。夹河矿2442工作面上材料道复合项板松散、破碎，采用原支护形式很难有效控制，进而加剧两帮收缩和底板臌起，严重影响巷道的正常掘进和安全生产。通过对该巷道工程地质条件的综合分析和地质力学评估，采用数值模拟和理论分析方法研究该类巷道的变形破坏机制，有针对性地提出锚网索耦合支护设计方案，现场试验结果表明该支护设计方案可取得良好的支护效果。     

我国煤矿巷道围岩控制技术发展70年及展望

总结新中国成立70年来,我国煤矿巷道围岩控制领域取得的主要研究成果,涉及巷道围岩地质力学特性,围岩变形、破坏特征与机制,围岩控制理论及技术。介绍煤系沉积岩地层强度、煤岩体结构特征及煤矿井下地应力分布规律,采煤引起的采动应力场分布特征及对采动巷道围岩稳定性的影响。指出煤矿巷道围岩变形具有分阶段性、流变性和冲击性,巷道围岩破坏有煤岩破坏、结构面破坏及围岩结构失稳破坏3种模式,软岩、强采动、大变形是我国煤矿巷道围岩控制的主要特点。论述5类巷道围岩控制方法与原理:控制围岩松动载荷、控制围岩变形、在围岩中形成承载结构、围岩改性及围岩卸压。阐述巷道围岩在掘进全过程的控制原理,重点介绍预应力锚杆支护理论及支护应力场的概念。将巷道围岩控制技术分为5类:表面支护、锚固、改性、卸压及联合控制技术,介绍金属支架、锚杆与锚索、注浆加固、水力压裂卸压及联合控制技术的发展历程和应用情况。最后,分析煤矿巷道围岩控制中存在的问题,并展望未来技术发展趋势。     

洞空巷道底鼓力学原理及控制技术的研究

应用数值模拟方法对沿空巷道围岩的应力分布和底鼓过程进行了分析,认为沿空巷道靠近采空区的底板中无水平应力的影响,底板岩层在实体煤帮高应力的作用下向巷道内和采空区运动形成底鼓,而窄煤柱在底鼓过程中起到了抑制作用.同时介绍了沿空巷道的底鼓控制技术及其在工程实践中的应用.