新型拉力分散型锚杆支护参数优选数值模拟研究北大核心

为解决传统锚杆无法有效适应深部岩巷复杂应力环境的难题,以某巷道为工程背景,针对1种新型拉力分散型锚杆,基于控制变量试验设计方法,对锚杆长度、锚杆间距、锚杆排距、锚杆直径和锚固长度5个主要参数不同组合方案下的巷道支护进行了数值模拟;分析了巷道围岩的变形和垂直应力的变化,给出了锚杆支护的最优参数以及各参数对巷道围岩变形的控制效果的影响主次顺序。结果表明:基于锚杆参数对巷道围岩的控制作用,优选后的锚杆参数为锚杆长度2.5 m、杆体直径22 mm、锚固长度0.5 m、锚杆间排距0.6 m;通过支护参数优选,可以有效控制围岩稳定性和巷道安全。     

回采巷道锚杆支护参数敏感性正交试验分析

采用正交数值模拟试验方法研究了锚杆支护参数对巷道变形与破坏的影响.选择锚杆直径、锚杆长度、锚杆间排距、锚固长度及锚杆预紧力等5个因素、4个水平的正交试验方法进行了相关的数值模拟试验.试验结果表明,锚杆间排距是影响巷道变形与破坏最敏感也是最重要的参数;锚杆预紧力是巷道锚杆支护系统的关键参数,在进行巷道锚杆支护设计时,应将锚杆预应力作为重点考虑的问题之一.     

采空区下巷道锚杆支护参数优化数值模拟分析

为研究采空区下布置巷道围岩的控制技术,以厚煤层采空区下布置的2311工作面巷道支护参数选择为背景,采用数值模拟技术,利用正交试验,建立了27组锚杆支护巷道围岩力学模型,分析了不同支护参数与巷道围岩变形之间的关系,确定了最优巷道锚杆支护参数方案。结果表明:基于极差分析,影响巷道顶底板变形的最大因素包括帮与顶锚杆间距、帮与顶锚杆排距,其中帮锚杆长度、帮锚杆间距、间排距等三个因素对巷道两帮的变形影响最大;基于灰色模糊理论,确定锚杆间排距0. 7 m、锚杆直径18 mm、顶锚杆长2. 6 m和帮锚杆长2. 4 m为最优支护参数方案。模拟结果为现场巷道围岩控制提供了理论基础。     

赛尔四矿易冒落顶板锚杆支护参数的数值模拟

采用FLAC3D有限差分软件,对徐矿新疆赛尔公司四矿B9煤层易冒落顶板回采巷道在不同锚杆长度和直径下围岩破坏变形规律进行数值模拟研究,系统分析了工作面应力分布、回采巷道变形分布规律及回采巷道锚杆合理支护参数。结果表明:工作面支承压力分布超前约30 m,在此范围内,回采巷道变形显著,此区段需进行超前支护;合理的锚杆支护参数是锚杆长度为1.8 m、锚杆直径为18 mm。     

基于围岩松动圈测试的巷道锚杆支护参数优化及应用

针对镇沅金矿巷道围岩松软破碎的情况,为了合理有效地支护巷道,降低支护成本,采用声波监测的方法对巷道围岩松动圈进行测试,得到巷道围岩松动圈为0.9~1.2 m,并据此对巷道锚杆支护参数进行优化设计。通过理论计算与数值模拟相结合的方式确定了合理的锚杆支护参数:锚杆长1.8 m,直径为16 mm,间排距为0.9 m×1.0 m。应用锚杆支护参数进行工业试验,并对巷道锚杆承载力和巷道收敛变形进行监测,结果表明,支护参数可以有效控制巷道变形,维护巷道稳定,既提高了巷道支护效果,又降低了支护成本,为矿山的安全高效回采提供了技术支持。     

复杂矽卡岩巷道锚杆支护参数优化研究

锚网喷支护是最常用和经济的矿山巷道支护方式,主要以锚杆为主体控制围岩变形与破坏,其锚杆长 度、间排距与预应力的选取是体现支护效果的关键因素。 针对某铁矿复杂破碎矽卡岩巷道,现有锚网喷支护效果不 理想,展开支护参数优化研究。 首先采用探地雷达进行巷道松动圈测试,根据围岩松动圈范围及岩体结构特征对矽 卡岩进行分类,共分为 3 类分别进行锚网喷支护参数优化;然后在前期点荷载试验及现场地压监测结果的基础上采用 黄金分割法对岩体力学参数进行反演,获得围岩强度及变形参数;最后根据松动圈支护理论确定最佳锚杆长度、合理 预紧力,利用 FLAC3D 建立巷道支护三维数值模型,结合巷道变形及塑性区面积,对锚杆间排距进行优化,分别确定 3 类矽卡岩巷道合理的锚杆支护参数。 经实践验证,优化后支护效果较稳定可靠。 研究结果可为复杂矽卡岩巷道锚杆 支护设计提供参考。     

深部煤巷锚杆支护的数值模拟及应用

利用FLAC数值模拟软件对顾桥矿深部煤层巷道的锚杆支护参数进行了模拟计算,详细分析了不同锚杆长度对控制围岩变形量的影响,从而得出锚杆支护存在一个合理的锚杆长度,当采用这一合理锚杆长度进行支护时可以有效控制巷道围岩变形。     

软岩巷道锚杆支护效果的数值模拟研究

本文采用ＦＬＡＣ非线性大变形程序对小铁山矿沿脉联络巷道无支护时和锚杆支护时的受力和变形特征进行了分析,结果表明锚杆支护结构可以很好地限制巷道的变形。通过计算,为合理地进行巷道支护设计和锚杆支护结构参数的选取提供了依据。     

桃花嘴矿区充填体内巷道NPR锚杆支护数值模拟分析

充填体强度较岩体强度低,充填体内巷道更容易受到爆破振动及开挖等活动扰动,巷道支护工艺需进一步研究。以湖北三鑫金铜矿-670 m中段为工程背景,引入具有可伸缩和恒阻大变形特点的NPR锚杆对巷道进行支护。利用FLAC3d对NPR锚杆支护体系进行模拟,对巷道位移变形以及主应力云图进行对比分析,并结合现场实际获取锚杆支护参数的最佳组合。结果发现,NPR锚杆支护方案中选择锚杆直径22 mm、长度1.8 m、间距1.2 m、排距1.0 m的支护参数,支护效果较好。     

采动应力作用下深井巷道围岩稳定性分析与控制

以某矿千米深井巷道为原型,通过数值模拟研究,对采动应力作用下的巷道围岩破坏特征进行了分析,并对锚杆支护参数进行了优化研究。通过加强支护和改变局部锚杆支护参数,可以有效控制巷道围岩的变形,提高其整体稳定性。     

巷道支护设计方法研究

为了确保矿井巷道的安全支护,采用现场锚杆拉拔试验,分析了原有巷道的支护的物理力学参数以及顶底板岩石完整性程度,得到了前期断面中支护锚杆的极限剪切抗剪强度和锚杆荷载传递规律等锚杆设计参数,依据现场锚杆拉拔试验结果,对原有巷道支护参数设计进行了优化,结合现场监测的反馈信息,得出优化后的巷道可以满足支护要求。     

赵庄二号井回采巷道锚网索支护参数优化研究

针对煤矿井下巷道锚网索支护参数选取随意性和盲目性导致巷道支护强度过低或过强问题。以赵庄二号井矿2305工作面回风巷道为工程背景,通过理论计算初步确定回风巷道锚网索支护参数,在此基础上设计锚杆的长度、间排距和锚索密度3种巷道支护参数优化方案,采用FLAC^3D数值模拟软件对锚杆不同长度、间排距和不同密度锚索下巷道围岩应力和巷道表面变形监测进行分析对比,确定最合理的方案。研究结果表明:随着锚杆长度由1.5 m增大至2.5 m过程中,巷道变形量逐渐减小,长度在大于2.5 m之后巷道变形量较小且无明显变化;随着锚杆间排距逐渐增大,锚杆之间产生有效应力区重叠部分逐渐减小直至分离,巷道变形量也逐渐增大;随着锚索密度增大,锚索在巷道顶板有效压应力影响范围越大,巷道变形量逐渐减小。在满足工程支护强度下,考虑经济成本、施工速度等因素最终确定锚杆长度2.5 m、间排距1 000 mm×1 000 mm,锚索每排2根最合适。     

基于反底拱锚固梁控制技术的巷道底板支护研究

为了解决巷道底板底鼓现象,采用反底拱锚固梁控制技术,研究了巷道底板支护,根据研究区地应力场的测试结果,对巷道底板支护方案及参数进行了设计,然后对巷道底板进行反底拱锚固梁控制,首先对巷道底板进行注浆加固,然后在底板中施工锚索、锚杆+反拱支护。研究表明,采用反底拱锚固梁控制技术,可以有效控制巷道底板的变形。研究为深井底鼓的控制提供了技术支持。     

木瓜矿近距离煤层采空区下巷道支护技术应用

针对木瓜煤矿近距离煤层采空区下巷道支护问题,本文以10-102工作面为工程背景,通过对巷道围岩应力测试和煤岩层可锚性分析,选定了巷道支护的相关参数,并通过借助FLAC3D软件对巷道开挖、支护后的巷道围岩应力、应变情况进行模拟,验证支护方式的合理性。对巷道掘进与工作面回采期间的巷道变形、锚杆锚索受力状况进行监测,结果表明,采用锚杆树脂加长锚固锚索网联合支护,可以满足近距离煤层采空区下巷道安全掘进和采煤工作面安全、高效回采的要求。     

软岩巷道破坏机理及锚网支护设计研究

为了保证拜什塔木铜矿软岩巷道支护的安全性。采用理论分析和现场测试的方法,开展巷道变形监测试验,分析软岩巷道变形破坏机理,提出了锚网支护方式,设计软岩巷道锚网支护参数,并通过数值模拟验证锚网支护的可行性。研究表明:软岩巷道顶板及两帮变形收敛大,具有显著的时空效应,且采动影响大,原支护方式不能满足巷道安全性的要求,锚杆和锚网设计参数分别为,锚杆直径为20 mm、长度为1 800 mm、间排距为800mm,锚网尺寸为2m×1m,直径为6mm,网孔尺寸为100mm×100mm。数值模拟验证了锚网支护可以满足软岩巷道安全性的要求,锚网支护有效地解决了软岩巷道变形大等问题,为类似矿山软岩巷道支护设计提供一定的参考。     

煤矿巷道锚杆预应力井下试验研究

为研究煤矿井下巷道锚杆预应力的影响因素，在塔然高勒煤矿井下巷道开展顶帮六组锚杆预紧扭矩与预应力的相关试验。结果表明，锚杆预应力随锚杆预紧扭矩增加而增大，呈现良好的正相关变化趋势|锚杆偏斜度严重影响锚杆预应力的大小，锚杆安装偏转角度越大，则锚杆预应力就越小|煤岩层强度也影响到锚杆预应力大小，其强度越高则锚杆预应力就越大。研究结果可为煤矿回采巷道锚杆预应力参数设计提供参考。     

巷道动力失稳下围岩松动特征分析及支护参数选取

针对煤矿开挖导致的巷道动力失稳问题,为了提升煤矿巷道安全性,对巷道动力失稳下围岩松动特征分析及支护参数选取问题进行研究。给出乌东煤矿工程概况,在巷道设3个监测点,当动力失稳现象出现时,分析巷道围岩物理学性能,对煤矿巷道动力失稳下巷道表面位移进行监测,并进行实验分析,通过实验结果实现围岩支护参数选取。实验结果表明,动力失稳现象会导致围岩岩样的抗压强度变低;在距离工作面距离为90 m时,顶底移近与两帮收敛的变形速率最大;当监测点的监测日期逐渐上升,顶板的锚杆受力与锚索受力不断加大,其中锚索受力相对较高,而锚杆下帮受力要低于锚索上帮受力。按照实验结果设计支护参数,以防止围岩松动变形对巷道带来影响。     

煤岩互层顶板掘进巷道支护参数优化设计

为了保证小峪煤矿2104巷道的安全掘进,通过对原支护参数下巷道内矿压监测数据分析及数值模拟分析,对原支护参数进行优化,最终确定了仅改变原支护参数中锚索及帮锚杆的部分参数并采用锚杆+锚索+W钢带的支护形式。现场应用发现,顶板离层量仅为12mm,较原支护参数下的顶板离层量下降约52%,能够保证该巷道安全掘进。     

大断面巷道穿断层破碎带区域支护参数优化数值模拟

目的：合理的支护参数是确保巷道围岩稳定和控制支护成本的关键。本研究以巨龙铜矿大断面排水巷道为研究对象进行支护参数优化。方法：设计了三种支护参数,利用有限元软件进行了数值模拟研究。通过分析不同支护参数下位移、应力及塑性区结果进行支护参数优化。结果：结果表明,锚杆支护能够有效改善围岩应力分布,避免出现应力集中。随着锚杆间距和排距的增大,巷道围岩最大位移增大,当锚杆间距和排距为1 000 mm时,巷道围岩位移最大。围岩塑性变形主要发生于巷道肩部和两帮位置。当锚杆间距和排距为1 000 mm时,塑性区深度大于锚杆长度。综合数值模拟结果和支护成本,巨龙铜矿大断面排水巷道最优锚杆支护参数为800 mm×800 mm(间距×排距)。意义：研究结果为穿断层破碎带巷道支护设计提供了理论参考。     

持续增载作用下巷道围岩承载特性研究

为了对巷道支护机理进行研究,揭示锚固复合承载体的承载作用,采用相似模拟试验,在均质围岩条件下,使用不同的锚杆支护参数进行巷道支护,对巷道施加破坏性载荷,分析了不同阶段下锚固复合承载体的测点应力与表面位移的关系,得出了锚固复合承载体的承载特性的影响规律。研究为确定巷道合理的支护参数提供了理论依据。