逆断层倾角对断层两侧巷道围岩稳定性的影响

运用UDEC数值模拟软件,建立40°、60°、80°3种倾角的逆断层模型。通过分析巷道围岩塑性破坏特征、顶底板和两帮的移近量以及围岩垂直应力分布特征,研究逆断层倾角和上下盘关系对两侧巷道围岩稳定性的影响。研究结果表明:巷道在逆断层上盘时,随断层倾角增大,围岩稳定性有降低的趋势;若巷道布置在逆断层下盘,断层倾角为60°时巷道围岩稳定性最差;若巷道布置在逆断层下盘,则顶底板移近量均小于在上盘时,而围岩塑性区范围、两帮移近量和巷道两侧应力的集中程度大于上盘,且断层倾角越大差值越大。     

拉底过断层区喷锚支护巷道稳定性研究

拉底巷道过断层时,极易发生冒顶现象。针对拉底过断层区巷道稳定性的问题,通过FLAC~(3D),对巷道的稳定性进行三维数值分析。通过对锚杆、喷砼进行本构模型的建立,设计边界条件及地应力反演,研究边帮收敛、顶板沉陷及最大主应力位置等因素变化。数值模拟结果表明:加厚一定的边帮,收敛不明显;在加密锚杆支护后,最大主应力出现在边帮,顶板沉陷也相对减小,边帮收敛也减小。模拟证明加密锚杆支护对于巷道稳定是可行的,且模拟结果与现场试验结果相符合,表明数值模拟结果可以对拉低过断层设计起到指导作用,将FLAC~(3D)数值模拟应用于巷道稳定性分析是可行的。     

逆断层影响区域破碎巷道稳定性控制对策分析

福建马坑铁矿中矿段区域矿体受到贯穿逆断层影响,近断层区域岩体稳定性较差,从而导致巷道支护难度大、多次返修等问题。针对该问题,通过采用现场超声波测试,利用波速梯度最大数值作为松动圈范围判别准则,确定该巷道的松动圈范围1.6m~1.8m;结合现场踏勘、岩体质量分级与理论计算结果,提出近断层区域巷道支护方案,即树脂锚杆+金属网+喷射混凝土+钢拱架联合支护方式,树脂锚杆长2.5 m,锚杆间排据均为1.2 m,喷射混凝土厚度为100 mm,采用数值模拟方法,进行支护参数优化方案与现场支护方案对比,模拟结果显示,优化的支护方案可控制围岩变形,提高围岩自稳能力,具有良好的支护效果。     

逆断层上下盘开采冲击危险性模拟及实验研究

为得出断层冲击地压发生的危险性,以耿村煤矿为背景,借助数值模拟、相似模拟实验等手段研究了逆断层上、下盘开采时应力变化及断层活化过程。建立数值模型,将工作面布置在上盘,研究了工作面开采时断层面不同位置应力及滑移量变化,得出了工作面距断层80～10m范围内的活化程度及冲击地压危险性;将工作面布置在下盘,研究了开采过程中断层面应力分布及变形量演化规律;借助相似模拟实验,研究了逆断层下盘开采时断层面位移变化及断层活化过程,通过对两种手段研究结果的对比分析,表明逆断层下盘开采时断层活化的危险性高于上盘开采,当工作面距断层10m时最易导致断层的活化并诱发冲击地压的发生,活化区域为煤层顶板以上20～30m范围。本研究为工作面开采过程冲击地压的防治提供了理论依据。     

断层附近掘进巷道突水的数值模拟

以新密某矿为工程背景,运用理论分析、有限元软件数值模拟等手段,研究了该矿承压水体上方断层附近掘进巷道的底板突水规律,确定了当掘进巷道掘至距断层30 m时,有突水危险性,从而为现场施工提供了量化指导。     

自然崩落法断层作用下巷道开挖稳定性分析

普朗铜矿采用自然崩落法开采,在三条断层带相互交织影响下,其底部结构发生了变形破坏。探孔数据表明断层下开挖巷道围岩已被破坏,破坏位置一般存在于巷道表面2.5 m、8 m;通过数值模拟可知,巷道应力集中发生在断层与巷道交汇处,而该处也是变形破坏主要区域。根据应力集中及巷道破坏特点,对聚矿道采用单层锚网喷支护,出矿进路采用双层锚网喷+长锚索支护,眉线位置增加钢拱架支护;对应的拉底穿脉断层位置进行支护试验,取得一定效果。该支护方式对地压治理效果显著,研究结果可为同类矿山提供参考。     

过逆断层掘进巷道合理支护方案确定

为确定店坪煤矿2003巷掘进过逆断层巷道的合理支护方案,文章通过理论分析、数值模拟、现场实测的方法,分析了巷道围岩变形的变形特征,最终提出了掘进巷道过逆断层期间巷道的锚网索合理支护方案,主要得到如下结论：1）掘进巷道过逆断层前后巷道围岩锚网索支护方案中,锚杆长度2.5 m,锚杆间排距600mm×600mm;锚索长度7 m,锚索间排距为1000 mm×1200 mm;2）巷道顶板的垂直变形和两帮的水平变形均呈现“中间大、两端小”的特征,其中最大顶板下沉量为100 mm,最大两帮移近量为29 mm;3）现场实测结果显示在巷道掘进21天后,巷道顶底板移近量和两帮移近量的增长变化不大,最终巷道顶底板移近量和两帮移近量分别维持在95mm和60mm左右。掘进巷道围岩变形得到有效控制,巷道支护效果良好。     

近断层巷道围岩稳定性数值模拟研究

针对常村矿向深部复杂地质条件发展,受断层影响应力集中现象明显,在受到开采影响时应力分布变化呈现不确定性复杂性情况,本文应用FLAC3D数值模拟结合工程实际的方法研究了近断层巷道在掘进中断层各项应力的变化以及巷道受到断层影响位移形变,同时通过对比提出合理化的近断层处巷道煤柱预留量,所得结果在为本工程提供帮助的同时为同类型问题提供一定的参考。     

极近距离下部煤层回采巷道支护稳定性研究

针对金达煤矿极近距离下部煤层回采巷道失稳难支护的问题,综合分析上下煤层之间及支护方式参数等因素对巷道的影响,研究了造成巷道破坏的机理。通过分析研究,提出了巷道采用锚网加工字钢棚联合支护的方案。运用FLAC3D数值模拟方法建立相应的计算模型,得到该支护方案下下部煤层回采巷道围岩变形规律。模拟结果显示巷道变形较小。现场应用表明,巷道顶底移近量最大251 mm,巷帮移近量最大83 mm,巷道支护效果较好。     

巷道快速掘进过断层施工技术研究

为提高巷道掘进效率、降低综掘机磨耗,文章在对巷道掘进地质条件、断层影响分析的基础上提出采用爆破破岩方式掘进过断层,注浆、钢筋网、锚索及梯形棚联合支护方式控制围岩变形,并详细对巷道掘进过断层施工工艺、围岩支护方案进行设计。现场应用后,巷道可保持4.5 m/d的掘进速度,同时围岩变形量较小。提出的巷道掘进过断层技术可满足巷道高效、安全过断层需要。     

巷道过断层破碎带掘进与支护技术研究

针对郭庄矿2112工作面在通过断层破碎带区域时巷道顶板极易冒落,形成的高冒区严重影响了巷道的稳定性、增加了支护难度的情况,设计了巷道在通过断层破碎区域时应选用的巷道断面形式、掘进施工技术、超前预加固技术、初次与二次支护与加固技术。实践表明,该工艺能有效控制巷道围岩变形,实现了巷道围岩的稳定。     

下分层回采巷道帮锚杆支护机理

两帮稳定是保证下分层回采巷道围岩整体稳定的关键．利用非线性有限元数值计算方法，模拟了上分层回采巷道开挖、上分层回采和下分层回采巷道开挖3个阶段．计算结果显示了内错式下分层回采巷道围岩破坏过程和破坏范围；两帮煤壁位移不对称，深部位移是表面位移的主要成分，两帮上侧位移大于下侧位移；帮锚杆主要控制两类破坏面的发展，起到挡土墙的作用．现场实测结果表明，帮锚杆可以有效支护两帮煤体，实验取得了成功．     

下分层回采巷道帮锚杆支护机理

两帮稳定是保证下分层回采巷道围岩整体稳定的关键.利用非线性有限元数值计算方法,模拟了上分层回采巷道开挖、上分层回采和下分层回采巷道开挖3个阶段.计算结果显示了内错式下分层回采巷道围岩破坏过程和破坏范围;两帮煤壁位移不对称,深部位移是表面位移的主要成分,两帮上侧位移大于下侧位移;帮锚杆主要控制两类破坏面的发展,起到挡土墙的作用.现场实测结果表明,帮锚杆可以有效支护两帮煤体,实验取得了成功.     

掘进巷道快速过断层施工技术应用

基于四候煤矿3108回风顺槽过F3断层期间,顶板出现严重破碎、下沉现象,提出了俯斜台阶法施工工艺,并对断层破碎带顶板采取MF-2型化学材料注浆加固以及"钢筋锚索网+U29梯形棚"联合支护措施。支护效果检验结果表明,联合支护有效控制了断层破碎区顶板下沉、破碎现象,保证了巷道顶板稳定性。     

下保护层开采对上覆巷道围岩稳定性的影响

为研究下保护层开采对上覆煤巷围岩稳定性的影响,以丁集矿布置于11#煤层上方的1331运输巷为研究对象,对其围岩应力、变形及锚杆轴力变化进行数值模拟研究。结果表明:11#煤层开采对1331运输巷产生了动态影响,根据动态影响程度可将巷道划分为:采动影响稳定区、采动影响剧烈区以及采后卸压稳定区;围岩变形与锚杆轴力变化规律基本一致,最大增速区域均位于工作面前方10 m至后方40 m范围,该范围也是巷道卸压剧烈区范围,围岩应力呈现负指数函数减小趋势,垂直应力与剪应力分别减小20.917 MPa和6.96 MPa,降幅高达44.24%和38.03%;围岩受下保护层采动影响范围约为50 m,顶板受影响程度较大,累计下沉量为165~248 mm。     

人工假顶在掘进巷道过断层破碎带中应用实践

巷道掘进期间经常遇断层构造时常会伴随着顶板破碎、局部冒顶现象,制约了掘进速度,加大了顶板支护难度,威胁着煤矿安全生产。对此长春兴煤业公司103回风顺槽在过断层破碎带期间研究采用人工假顶过断层破碎带。实践证明该施工方法有效提高了断层破碎带顶板稳定性,保证了巷道安全顺利施工。     

光爆在近距下层半煤岩机掘巷中的应用

DOSCOLH1400型掘进机在大同煤矿集团公司晋华宫矿近距下层半煤岩巷掘进中遇到的主要问题是:单机日进低,截齿消耗高,粉尘浓度大.如改用通常半煤岩掘进法,先掘煤后爆破压顶,有透水及有害气体泄入的隐患.为解决上述诸多问题,提出先掘煤掏槽,后光爆成形的方案.经生产实践,成功地解决了上述问题,单机日进翻两番,截齿消耗由40个/m降低到0.397个/m.     

沿空留巷支护设计与巷帮稳定性分析

钱家营矿回采衔接紧张,回采巷道掘进慢,工作面倒装频繁,严重制约着工作面快速回采,为缓解上述问题,探讨在布置2078E工作面时,通过合理巷道规划,2078E回采时在风道沿空留巷,作为2077E工作面运输巷。同时对沿空留巷支护方案进行优化,采用超高水充填墙体作为巷帮,最大程度降低采动应力对沿空留巷的影响。试验结果表明:沿空留巷巷道变形随着开采强度不断增高而增大,顶板最大影响区为2.80 m,两帮为2.64 m,优化后支护体单位宽度提供的支护载荷提高1.7倍,节约经济成本8398.53元/m,有效提高了工作面生产衔接速度。