深部软岩巷道围岩承载结构特征的数值分析

围岩承载结构稳定是深部软岩巷道围岩安全稳定的关键。采用FLAC3D中的应变软化模型,对深部软岩巷道围岩的承载情况、结构特征进行了模拟分析。研究结果表明:在深部软岩巷道被开挖之后,围岩水平应变及垂直应变均具有一定的波状特征;外承载结构形成初期内边界(靠近巷道周边)向巷道围岩深处移动速度明显加快,到一定时间以后移动速度减慢,直至围岩稳定;外承载结构形成的后期,内边界无明显变化,主要表现为外边界外移和范围的扩大。     

深部软岩巷道耦合支护方案的数值模拟

结合深部软岩巷道特殊的地质状况和围岩环境,分别采用“锚网+钢带+锚索+喷射混凝土”和“恒阻大变形锚杆＋钢带+底角注浆锚管”的耦合支护方案,并利用有限差分软件FLAC3D,对深部软岩巷道在开挖后出现的破坏情况进行了动态数值模拟,并对比分析了巷道在不同支护条件下的应力应变分布规律以及支护体的受力状况,为深部软岩巷道支护方案的选用提供了科学依据。     

深部高应力巷道围岩破裂演化过程数值模拟

运用岩石破裂过程分析RFPA对不同围压下的深部高应力巷道围岩破裂演化过程进行了研究。通过模拟,再现了不同围压下的高应力巷道围岩破裂演化的全过程。据此,对比分析了模拟结果并探讨了深部巷道变形破坏类型。数值模拟结果表明,不同围压下的高应力巷道围岩破坏过程是有很大差别的;围压与顶压的对比关系决定了高应力巷道围岩破坏的主趋势和主要区域,这些区域应作为重点的加固区;巷道墙下角和拱部起拱线是破坏的重点部位,应作为重点加固区的重点;高应力巷道围岩破裂演化首先表现为较长阶段的缓慢递增变化,随后进入短暂的加速破裂阶段和宏观破坏阶段。因此,对巷道破坏过程的研究和工程现场具有重要的借鉴价值和现实意义。     

深部膨胀性软岩巷道变形特征及支护技术

以林南仓煤矿三水平东一胶带通路探巷掘进工程为背景,针对膨胀性软岩巷道难以支护的问题,系统分析总结了该类巷道变形破坏特征,并提出了架喷锚注耦合支护对策,即在该类巷道掘进初期大变形条件下采用承载能力较大的U型钢进行支护,配合喷浆封闭围岩,使U型钢受力均匀,最后注浆提高围岩承载能力的支护方案。运用FLAC3D数值模拟软件,对不同支护方案下软岩巷道的塑性区分布进行了研究。结果表明:架喷锚注支护下膨胀软岩巷道的变形破坏可以得到较好的控制。     

深部高应力软岩巷道围岩流变数值模拟研究

针对深部高应力软岩巷道围岩变形量大、变形速率快、持续时间长、流变性强的特点,采用Burgers流变模型,基于FLAC3D进行了巷道围岩流变数值模拟研究,得到了巷道埋深-时间蠕变曲线、侧压力系数-时间蠕变曲线、弹性模量-时间蠕变曲线及黏滞系数-时间蠕变曲线,分析了它们对巷道围岩流变的影响规律.     

汪家寨煤矿巷道围岩变形规律数值模拟研究

贵州水城矿务局汪家寨煤矿巷道采用锚杆支护,由于支护不当致使巷道围岩变形严重。为分析影响巷道变形的主要原因,建立围岩流-固耦合模型,运用耦合模拟软件COMSOL Multiphics,结合Matlab对巷道喷浆完整和存在喷浆盲区2种情况进行数值模拟研究。结果表明:存在喷浆盲区的模拟结果与现场情况基本一致,巷道支护过程中喷浆力度不够形成的喷浆盲区是导致巷道变形的重要原因,进行巷道支护时除了进行必要的锚杆支护外还必须做好喷浆工作。     

深部软岩巷道围岩变形特征及数值模拟分析

针对深部煤矿开采条件下软岩巷道围岩出现持续流变时间长、变形大、地压高、巷道难以维护等特点,首先分析了深部软岩巷道变形特征,采用FLAC^3D数值模拟软件,分析了不同埋深条件下巷道围岩垂直应力分布、水平应力分布以及巷道围岩塑性区扩展规律。研究得出,深部软岩巷道的围岩岩块呈松散破碎形态,相互翻转和滑移,岩体的模量和强度低;随着巷道埋深的逐渐增加,巷道围岩应力集中系数逐渐减小,巷道垂直、水平应力峰值逐渐变大,塑性破坏范围扩展速率逐渐增加。研究为深部软岩巷道支护提供理论基础。     

深部软岩巷道底板失稳变形控制技术

为准确把握深部软岩巷道底板失稳变形控制情况,以超化煤矿31采区泵房底板破坏特征及区域地质构造为基础,对该巷道底鼓变形控制措施进行了研究,通过在底板浅部围岩形成高强可靠的承载结构来控制底板的不均匀隆起,并对后期支护效果进行了观测。结果显示,巷道底板变形得到了有效控制,保障了31采区泵房机电设备的正常安装及运行。     

深部巷道围岩变形相似模拟研究

针对深部围岩巷道变形和应力变化的特征,利用自制相似模拟实验平台,对无支护条件下的深部巷道的围岩破坏特征、围岩变形规律和围岩应力分布进行了定量和定性的研究,研究表明,深部巷道围岩具有大变形、大塑性区、应力集中程度高等特点,从而为类似地质条件下的巷道支护设计提供可靠的依据。     

深部软岩巷道围岩变形研究现状与存在问题分析

目前,我国煤矿开采已经向深部发展,与之相伴的软岩巷道变形现象更加明显,综合国内外关于软岩巷道的理论研究现状,提出一种关于改变软岩微结构面的方式来解决相关问题的设想,并从理论上给予证明.     

深井软岩巷道围岩变形数值模拟及支护优化

在淮南某矿-960m北翼C13底板轨道大巷围岩的力学性质参数的实验测试值以及现场围岩变形观测结果的基础上,运用Flac3D软件进行模拟计算,分析了该深井软岩巷道围岩的变形特性。模拟和监测表明:两帮收缩和底臌是深井软岩巷道围岩的主要变形,其中巷道底板的有效控制是保证巷道围岩稳定的关键。提出了以改进初次支护强度和增大底角锚杆角度、增加锚杆密度并配合全断面注浆为主要技术特点的支护方案。现场实践结果表明,该支护方案较适用于深井软岩巷道。     

深部软岩巷道冲击地压变形破坏机理分析

分析了软岩的基本特征及力学特性,对深部软岩巷道的冲击地压变形破坏机理进行了分析研究。利用RFPA数值模拟软件对深部具有冲击地压危险的软岩巷道的变形、破坏发展规律和运动机理进行了模拟。分析结果表明:软岩巷道周围裂隙的变形、扩展、破坏及其次生裂隙的产生、扩展和发育情况同数值模拟基本相吻合。     

不同支护结构对深部巷道围岩变形的影响

随着煤矿开采深度的不断增加,围岩变形特征更加复杂。基于ANSYS数值模拟软件,研究4种不同支护条件下深部巷道围岩的变形情况,研究结果表明:30 MPa原岩应力作用下,联合支护产生的水平位移和垂直位移都要比其他支护小,变形影响区域也最小,最为适合围岩地质条件较差的巷道。     

深部软岩巷道围岩变形及控制技术研究

巷道变形破坏机理围岩稳定性因素的研究对巷道支护具有非常重要的指导意义,在现场实测的基础上,运用统计、及实验室取样测试等研究方法,对恒源公司巷道变形破坏特征、原因进行研究,并找出影响动压巷道围岩稳定的因素。     

软岩巷道棚索耦合支护围岩控制机理分析

根据裴沟煤矿42采区泵房围岩地质特点及围岩破坏特征,分析了原有U型钢棚支护存在的问题,运用数值模拟软件FLAC对比分析了3种支护形式下围岩变形特征,提出在当前地质条件下应采用U型钢棚锚索耦合支护技术方案.该方案的实施,取得了良好的应用效果.     

深井软岩条件下沿空巷道围岩松动圈研究

为了解决深井软岩巷道条件下围岩破碎变形直至破坏的不均匀性和观测结果的不准确性,采用声波法和计算机数值模拟方法对深井软岩沿空巷道围岩松动圈进行了综合研究。通过相互综合、纠正对某矿井巷道围岩松动圈范围进行了分析测试,精确得到了沿空巷道围岩松动圈的范围,为相似条件下的松动圈测试提供借鉴,对巷道支护设计提供依据和指导。     

深部软岩巷道围岩稳定性综合分析及支护实践

针对城郊煤矿深部巷道围岩变形破坏现象,分析了深部巷道围岩工程地质特征,得出巷道围岩处于极不稳定状态,显现出较明显的高应力软岩巷道的变形破坏特征;数值计算结果表明,巷道四周角部位置形成了4个高剪应力区,剪应力约为2.1 MPa;而巷道底板所受剪应力较小,为0.1 MPa,但受底板两侧高剪应力区的影响较大。选取锚杆预紧力与锚索预紧力协同作用的支护方式对深部巷道围岩进行支护设计,不仅能够有效控制围岩的变形,而且能够使巷道围岩快速达到稳定,实现控制围岩大变形的目的。现场应用监测验证了协同支护方式对巷道的变形起到较好的控制作用,体现出预应力锚杆(索)的主动支护作用。研究结果对城郊煤矿深部延伸巷道围岩支护方式的选择具有重要的参考价值。     

孔隙水压力对高应力软岩巷道稳定性影响的数值仿真

为了研究孔隙水压力对深部高应力软岩巷道围岩稳定性的影响规律,利用有限差分程序对不同孔隙水压力工况下深部软岩巷道围岩稳定性及孔隙水压力分布规律进行了数值仿真,结果表明:随着孔隙水压力的增加,围岩应力集中程度及其影响范围呈增加趋势,顶底板集中区到巷道中心点的距离逐渐趋于定值;随着孔隙水压力的增加,围岩位移量增加,其趋势为:两帮明显大于顶板,顶板大于底板,围岩治理的重点在于两帮收敛变形控制。     

深部煤巷锚杆受力数值模拟分析

基于深部煤巷生产地质条件,采用数值模拟方法研究了锚杆受力与其位置、安装角度的关系,揭示了深部煤巷锚杆受力分布规律。肩角锚杆轴力较大;构造应力越大,肩角锚杆轴力越大,肩角锚杆最易发生破断失效;安装角度对肩角锚杆轴力影响较大,安装角度越大,其最大轴力越大。基于肩部锚杆受力分布特征,提出了肩角围岩控制技术：掘巷初期,肩角锚杆安装角度应尽可能小,避免杆体穿过煤层与顶板交界面;煤层沿顶板发生滑移后,补打倾角较大的肩角锚杆,将煤层与顶板锚固在一起,加强控制肩角围岩。