高地应力隧道爆破卸压残余应力方程验证研究

高地应力岩爆具有突发性、弹射性和延续性等显著特点,对隧道施工危害极大。根据前人研究初步得出的爆破卸压残余应力方程,结合川藏线某隧道发生岩爆的实际案例,采用理论方法和数值模拟FLAC~(3D)法对隧道爆破卸压后残余应力变化规律进行分析总结,并对卸压残余应力方程的合理性和可行性进行验证。将二者结果进行对比发现,硬岩及较硬岩隧道爆破卸压残余应力方程具有较好的可行性,能较好地评价爆破卸压的应用效果。     

爆破卸压在深埋高地应力巷道支护中的应用

高地应力的存在给巷道支护带来极大的难题,造成支护结构破坏严重,返修率高,支护材料浪费和支护成本偏高.基于岩体力学理论和爆炸作用机理,利用爆炸产生的能量,诱发围岩产生爆炸裂隙,释放出积聚在围岩中的弹性能,降低围岩应力,使巷道处于应力降低区,减小支护参数,有助于提高巷道的稳定性和安全性.针对国内某矿山巷道条件,对爆炸前后的围岩应力进行了监测,并对卸压前后的支护效果进行了比较.结果表明,此方法的应用,实现了应力峰值的转移,改变了围岩应力场分布规律,为巷道支护提供一种思路和方法,具有很好的工程应用价值.     

高地应力条件下高压空气爆破卸压增透技术实验研究

为探索高地应力条件下的非常规卸压增透技术,研究了深部矿井高压空气爆破卸压机理,分析了地面与井下气爆致裂煤体的差异性,构建了高地应力条件下高压空气爆破卸压范围的理论计算模型,以丁集煤矿为工程背景,理论计算了气爆致裂煤体的卸压范围;详细介绍了高压空气爆破技术与装备,开展了高压空气爆破的地面实验,得到了有、无位移约束2种条件下混凝土试件气爆破坏效果与破坏特征,分析了气爆压缩波反射作用对试件的破坏影响作用;开展了丁集矿的井下现场试验,研究了气爆卸压增透效果,分析了气爆前后钻孔瓦斯流量、瓦斯抽采量、衰减系数与透气性系数的变化特征,结合以往经验类比与理论计算,得到了气爆后卸压增透的最佳范围。研究结果表明:在气爆压力达到60 MPa左右时,有、无位移约束的混凝土试件破坏程度很高,主要呈现出径向断裂特征;在淮南丁集煤矿气爆后的煤层钻孔瓦斯流量是无气爆的6～8倍,瓦斯抽采量是气爆前的4～7倍,透气性系数是未气爆的5～1 050倍,衰减系数是未气爆的0.4倍,气爆的最佳卸压增透半径不超过2 m;首次气爆使爆孔周围煤体的力学性质得到弱化,相当于爆孔周围发生了卸荷效应,在二次气爆与高地应力共同作用下形成了较大的松动破坏范围,从而达到卸压增透目的。     

高地应力巷道卸压控制技术ABAQUS模拟

高地应力软岩巷道地应力比较大,如果采用常规的支护技术无法满足巷道支护的要求,会造成巷道多次返修以及相应的安全隐患。基于大型有限元ABAQUS软件,建立高地应力卸压巷道控制技术有限元分析模型,应用Drucker-Prager岩体模型,分别分析了卸压巷道在不同位置、不同开挖顺序、不同相对距离等条件下保护巷道围岩体的应力应变。分析结果表明：布置了卸压巷道能明显改善高地应力巷道周围的应力集中,有利于巷道整体结构的稳定性。得出结论：①先开掘卸压巷道再开掘主巷道;②距离主巷道4 m左右支护效果最佳;③需要针对不同的来压方向选择卸压巷道相对位置等。模拟结果可为同类高地应力巷道支护设计提供一定参考作用。     

煤柱高应力区煤体爆破卸压效果研究

卸压爆破作为较为重要的一种冲击地压防治措施,在冲击地压矿井得到很广泛应用,基于数值模拟研究方法,采用FLAC~(3D)非线性动力模块与Mohr-Coulomb弹塑本构方程建立了5303轨道巷非线性动力计算模型,研究巷道在煤柱高应力区域的应力集中情况及爆破卸压效果。研究结果表明:在巷道接近煤柱边界区域时,存在较高应力集中现象;动力模拟显示模型爆破区域垂直应力峰值出现了明显降低,高应力区向煤体深部进行了转移;在5303轨道巷爆破卸压现场监测结果可知应力降低幅度均达到65%以上。     

某矿高地应力采场爆破技术研究

某矿最大开采深度超千米,采场稳定性受到高地应力和爆破振动影响较大,使用微差起爆可以降低应力波在高地压环境中的危害,也可以改善爆破效果.为此进行不同起爆方式的微差爆破技术现场试验,对合理的起爆形式和爆破参数进行探索.结果表明,使用微差爆破可以降低爆破振动,同时可以降低爆破后大块的产生.2种毫秒微差起爆均能够满足高地应力矿...     

高应力岩层巷道钻孔爆破卸压技术

为了深入研究深部高应力岩层巷道围岩松动爆破卸压技术,针对高应力巷道围岩受采动影响的变形破坏特点,采用FLAC数值模拟软件对深部动压巷道围岩进行了松动爆破卸压模拟,结果表明在松动区域轴向平行于巷道顶板和帮部时,在距巷道顶板和帮部围岩5 m处进行爆破,可以在巷道周围形成一个松动区域,使巷道围岩浅部应力与深部集中高应力隔离开,达到巷道围岩集中应力向深部转移和改善巷道围岩受力状态的目的.通过工程实践,验证了模拟方案的合理性,并使爆破参数得到了优化.     

高地应力炭质板岩隧道超前洞室应力释放试验研究

结合现场高地应力实际情况,以兰渝铁路木寨岭隧道7#斜井进行超前导洞、超前导坑地应力释放试验,从理论分析和实际施工变形监测2方面与原施工段进行对比,无论是塑性区的发展,还是支护结构的变形发展,超前导洞都达到变形控制的作用,对其存在的问题还需在今后的研究中继续完善。     

高地应力双隧道施工围岩应力变化规律数值模拟研究

以云县至凤庆高速公路隧道开挖工程为研究对象,采用数值分析和相似模拟相结合的手段,对其处于不同埋深岩层围岩变化规律展开研究。为保证隧道开挖施工安全,分别对隧道拱顶围岩压力、拱腰围岩压力以及上方围岩压力进行监测。基于监测数据分析围岩应力变化规律,明确了隧道开挖对其拱顶上部岩层影响程度和拱腰不同位置岩层应力在应力释放阶段所表现形式。研究表明,拱腰围岩竖向应力在左右隧道开挖整个施工阶段,应力变化曲线主要可分为3种类型,逐渐增大最终趋于稳定型、先增加后快速下降再缓慢增加型和先增加后快速下降至0型;根据拱顶及拱顶上方岩层竖向应力曲线,可将隧道拱顶上方岩层分为3种状态,拱顶上方0~50 m应力释放“高影响区”,拱顶上方50~150 m岩层属于应力释放“次影响区”,拱顶上方150 m以上岩层属于应力释放“缓影响区”。     

高地应力突出煤层定向卸压增透集成技术

对以高应力突出煤层快速石门揭煤技术、高低位巷穿层钻孔预抽煤巷条带技术、煤巷掘进钻割一体化技术为主的定向卸压增透集成技术进行了总结。该技术可提高煤层透气性,扩大瓦斯抽采半径,提高瓦斯抽采率,缩短抽采达标时间,对防止瓦斯灾害具有较强的实用价值。     

大埋深高地应力煤巷卸压支护技术数值模拟研究

为确定大埋深高地应力特厚复合顶板回采巷道的合理支护方式,通过现场调研、岩石力学测试,并经理论分析、数值模拟的研究方法对巷道变形机理及合理支护技术进行研究。研究表明:现场调研及岩石力学测试确定工作面顶板类型为大埋深特厚复合顶板,并由此提出13个支护方案;数值模拟确定"方案八+卸压孔"联合支护技术能够有效控制围岩变形,保证回采巷道的安全稳定使用;现场工业试验表明巷道顶底板最大移近量为432mm,两帮最大移近量为591mm,表明所选支护方案能够有效保证回采巷道安全使用,研究结果为类似条件下巷道围岩控制提供参考。     

高黎贡山隧道上行线高地应力围岩处治

公路工程隧道初支变形是较常见的隧道病害之一,尤其是在涌水量很大的情况下,处治起来难度非常大.以隧道高地应力病害处治措施为例,提出"方木支撑"和"自进式锚杆"两项新措施,以期获得较好的处治效果.     

爆破卸压在高河矿高应力巷道的研究应用

针对高河矿W1310运输巷底鼓变形破坏情况,对其变形破坏机理进行了理论分析,得出巷道受二次采动影响,围岩处于高应力区域是其破坏的大环境,巷道底板为弱面是其破坏的直接因素,据此提出了爆破卸压治理方案,结合现场实际条件,计算了爆破卸压参数,通过工程实践,有效控制了巷道围岩变形。     

集中应力区掘进深孔和爆破卸压方案

掘进迎头受断层及煤柱所产生集中应力影响,顶板破碎施工比较困难。为了避免掘进活动诱发冲击危险,造成人员伤亡,及时地在迎头和靠工作面一侧实施大直径钻孔卸压,对冲击危险区域采取了相应的解危措施,保证了掘进的顺利完成和安全生产。     

沿空巷道高应力区卸压爆破数值模拟研究

为了研究沿空巷道帮部煤体爆破卸压效果,运用数值模拟方法对唐口煤矿5303轨道顺槽高应力区卸压效果开展了研究。研究结果表明:爆破后5303轨道顺槽生产帮应力集中区域进行了转移,应力集中现象得到了明显缓解。现场实施结果也显示,爆破后5303轨道顺槽生产帮应力降低幅度均达到65%以上。     

超前钻孔卸压爆破技术释放巷道围岩应力试验研究

阐述巷道超前卸压爆破技术现状,分析了神宁集团枣泉煤矿11201工作面回风巷出现构造应力的影响因素,提出了采用超前卸压爆破技术在掘进前释放围岩应力的方法和措施,通过对其进行总结分析,从而为其他类似巷道的围岩应力释放积累宝贵的经验.     

深部开采高地应力区钻孔卸压数值模拟及应用

为防治三山岛金矿深部开采高应力作用下诱发的岩爆灾害,设计卸压钻孔方案减小水平地应力对围岩的影响。运用FLAC3D建立深部高应力巷道钻孔卸压的数值模型,分析了巷道钻孔卸压过程中采场周围岩体的应力和弹性应变能的变化。结果显示:钻孔卸压后,巷道水平和垂直方向最大应力有效转移,使巷道顶板和两帮应力均有显著下降,巷道围岩整体变形量减小,对缓解岩爆等地压灾害具有明显效果。现场布设的围岩应力监测系统显示,随着卸压钻孔的推进,围岩应力明显减小,证实钻孔卸压方案达到了卸压效果,提高了围岩稳定性。     

高地应力煤层卸压防突钻孔施工技术与应用

针对我国煤矿面临的冲击地压灾害,提出高地应力煤层大直径卸压防突钻孔技术。分析高地应力煤层钻孔的卸压防突机理。对比现有煤层钻孔施工技术,选择适合高地应力煤层的空气钻进工艺,确定供风方式,给出风量、风压等参数的计算方法,研制具有辅助排渣功能的高强度大通径宽翼片螺旋钻杆。在高地应力矿区进行了现场试验,对比了井下管路系统压风与移动式空压机压风的排渣效果。形成适合高地应力煤层卸压防突钻孔施工的中风压大通径宽翼片螺旋钻杆空气钻进工艺。     

高地应力突出煤层定向卸压增透技术的应用

在分析高地应力突出煤层定向卸压增透技术原理的基础上,以高低位巷穿层钻孔预抽煤巷条带瓦斯技术为例,对定向卸压增透技术的系统装备、施工工艺要点及注意事项进行了介绍。该技术在平煤十矿的应用表明,煤层透气性系数提高了800倍,大幅度降低了防突措施工程量,有效提高了回采生产效率。