煤矿新型让压锚杆研究及应用

针对高应力软岩巷道围岩的大变形特征,设计了一种煤矿新型让压锚杆,主要运用钢套管内部约束热固性聚氨酯弹性材料来达到大变形让压的目的。试验表明,该锚杆与传统让压锚杆相比,具有让压距离大(为传统让压锚杆的3倍)、让压后承载性能稳定的显著特点。工程应用表明,该锚杆对深部高应力软岩巷道围岩稳定性能起到较好的控制作用。     

考虑建筑物刚度和自重的地层位移解析解

为更准确计算隧道施工时既有建筑下的地层位移,以西安地铁工程为依托,通过当层法和太沙基理论,推导出考虑建筑物刚度和自重的地层位移计算公式。结果表明,与只考虑建筑物刚度的地层位移计算结果相比,考虑建筑物刚度和自重计算的地层竖向位移较大,沉降曲线为塞形,水平位移较小;随着深度增大,地层竖向位移与水平位移幅值增大,水平位移曲线逐渐变陡,竖向位移的分布曲线由塞形变为高斯曲线。考虑建筑物刚度和自重的地层位移与实际情况更为符合。     

倾斜煤层直角梯形巷道围岩应力非对称特征试验研究

以石炭井二矿工程条件为背景,采用相似模拟试验方法,对倾斜煤层直角梯形巷道围岩应力非对称特征进行研究,其目的是为该地区围岩稳定性控制提供科学依据。结果表明:巷道开挖后应力重分布呈现明显的非对称特性,应力向巷道低帮一侧集中,导致巷道低帮侧帮角及帮部产生明显的非对称变形破坏,低帮一侧为围岩稳定性控制的关键部位。     

直角梯形巷道围岩应力非对称特征数值模拟研究

针对石炭井二矿区倾斜煤层直角梯形巷道围岩出现非对称变形破坏,给巷道的稳定性控制和支护带来很大困难的问题,采用数值模拟方法,对该矿区巷道垂直应力、水平应力及水平位移进行了系统分析研究,给出了倾斜煤层直角梯形巷道围岩应力的分布规律及破坏特征。研究结果表明:巷道两帮、顶板及尖角处均呈现明显的非对称应力集中现象,主要表现为两帮应力集中峰值和距帮部侧壁的距离差异明显,并随着倾角和地应力增大而增大,当倾角为18°～27°,低帮应力集中峰值为高帮的1.07～1.33倍,高帮到巷道帮部侧壁的距离比低帮大1.26～3.79 m。其次沿煤层倾角相同方向对称的两尖角处表现为明显的压应力区,而相反方向两尖角处则表现为明显的拉应力区,且压应力和拉应力的最大值均出现在巷道顶板的两尖角处,其破坏特征表现为低帮一侧及底板严重的变形破坏。     

石炭井二矿倾斜煤层巷道支护技术研究

针对倾斜煤层巷道围岩应力分布复杂多变、常规支护方案效果欠佳的问题,结合石炭井二矿具体工程背景,采用理论分析、数值模拟以及现场监测的手段,对倾斜煤层直角梯形巷道支护技术进行了系统研究。研究结果表明:倾斜煤层直角梯形巷道顶底板竖向应力向低帮侧偏斜,水平应力在巷道尖角处集中,在顶板两侧尖角处表现得尤为突出。根据这种特征提出了具有针对性的非对称支护方案,并进行了数值模拟分析,支护后围岩应力非对称分布特征得到明显改善,变形量大大减小。现场实施监测表明该方案能有效控制倾斜煤层直角梯形巷道的非对称变形破坏,根据巷道围岩应力非对称分布规律提出针对性的支护方案对倾斜煤层巷道围岩稳定性控制具有重要作用。