深部原岩应力测量及其对巷道稳定性影响分析

平煤一矿北三风井埋深超过1000m,受岩石强度低,持续高水平应力作用影响,巷道变形严重,支护难度大,成巷效果极差。开展地应力测量工作,分析巷道所处地应力场的特点和规律,为巷道支护设计、矿井与采区布置提供科学依据。     

深部巷道开挖应力演化特征分析

深部高地应力赋存条件下,巷道开挖使围岩的应力受到扰动而重新分布,围岩应力的 变化会导致岩体破坏和损伤,甚至造成巷道的整体失稳。为研究全断面法、台阶法2 种不同开挖 方法下,围岩掌子面轴心、顶底板、边墙、拱肩等关键点位的应力演化规律,依托某煤矿巷道, 运用FLAC3D软件进行数值模拟,定量分析了2种不同开挖方法下关键点位应力大小及应力方向的演 化特征。研究表明：对于2种开挖方法,开挖后各主应力大小趋于稳定时差别较小;对于参考面轴 心监测点,全断面法开挖时最小主应力旋转成平行巷道轴线方向,受下台阶的影响,台阶法开挖 最小主应力最终旋转成竖直方向;对于边墙、拱肩、拱顶、底板、底角等其他关键监测点,最终 的应力状态相差不大,但应力演化路径相差显著,破坏机理也不同;与全断面法开挖相比台阶法 开挖下巷道底板位置处塑性区体积明显偏小,下台阶对底板围岩具有一定的保护作用。深入研究 应力变化对围岩稳定的影响对理论和工程研究具有重要意义,为开展室内实验以及现场工业实验 提供依据。     

深部节理化岩体巷道开挖稳定性分析

为了研究深部节理化岩体巷道分步开挖的稳定性问题,以新城金矿-1080 m中段巷道为工程背景,建立离散元三维数值模型,分析了巷道开挖对节理化岩体塑性区和位移的影响情况。结果表明：开挖会造成节理化岩体超前2.0 m处产生塑性区,与非节理化岩体相比,节理化岩体掘进巷道时,受扰动岩体的超前影响范围大于2.0m;巷道各处岩体的位移随开挖的推进逐渐增长,其增长幅度在掘进工作面刚开挖通过时最大,通过之后次之,通过之前最小。     

深部高应力下不同巷道掘进速率对围岩稳定性的影响

研究了不同加卸荷速率条件下岩石破坏特性及其蠕变性质, 结果表明, 加卸荷速率越大, 岩体的强度越大, 蠕变越小。同时以金川二矿区巷道掘进工作面的工程地质情况及生产技术条件为背景, 研究了掘进速度对巷道围岩稳定性的影响。研究结果表明: 掘进扰动在工作面前方和巷道周围尤其在四个角点位置引起围岩破坏, 随着掘进速率的增加, 破坏区体积减小; 岩体开挖卸载导致掘进工作面前方及两帮形成耳状应力集中区, 随着推进速度的加快, 掘进工作面前方应力区向工作面移动, 围岩应力及应力区面积均减小; 掘进扰动引起围岩的位移变形, 最大位移发生在巷道顶底部, 随着掘进速率的增加, 围岩的位移减小。现场生产时适当加快工作面掘进速率, 有利于保持巷道的稳定及改善巷道维护状态。     

水平构造应力对深部巷道稳定性影响研究及应用

以淮南矿区某矿-817.0 m水平井底车场为工程背景,对该井底车场的构造应力进行了分析,结果认定,该井底车场以水平构造应力为主。利用FLAC3D数值分析软件,对巷道轴向与最大水平应力呈不同夹角时深井巷道围岩变形破坏规律和主要表现形式进行了模拟研究,结果表明,巷道轴向与最大水平应力所呈夹角30°时其稳定性相对较好;30°~90°范围内随着夹角的增大围岩变形量及顶部和底部塑性区均显著增大,深部软岩巷道变形破坏的主要表现形式是底鼓。根据模拟结果,设计和确定了针对该井底车场巷道布置条件下的支护方式和支护参数。     

深部高应力巷道支护工艺分析

深部巷道地压大,岩石稳固性差。通过实施光面爆破、加强工艺管理,爆破质量和进度均取得突破。本文对光面爆破和喷锚网支护等工序进行论述,对施工过程中的经验与不足进行分析。从施工者角度阐明对抗和让的辩证关系,对类似支护条件下的工程施工具有参考意义。     

高应力巷道开挖围岩损伤分析

首先运用岩石破裂过程分析RFPA分别对有、无裂纹情况下的高应力巷道开挖围岩损伤过程进行了分析,随后,对有、无裂纹情况下的高应力巷道开挖围岩损伤进行了理论分析.模拟结果再现了巷道围岩开挖卸荷后声发射变化全过程.数值模拟与理论分析表明:高应力巷道围岩卸荷破坏是个损伤逐渐累积最终演致破坏的过程;垂直方向为最大主应力情况下,损伤主要从两帮开始,然后向两帮深部扩展,扩展到一定程度后沿大主应力方向扩展;卸荷损伤过程受裂纹影响很大,裂纹改变巷道围岩损伤演化过程,对损伤演化过程起主要控制作用;提出的理论分析方法可用于巷道围岩开挖卸荷后损伤破坏情况的分析.     

深部高应力巷道围岩控制技术研究

深部巷道具有变形量大且持续时间长,四周来压,易受扰动和整体收敛的特点。该文分析了千米深唐口煤矿高应力南部轨道大巷的变形破坏特点及规律,提出了千米深井高应力巷道围岩控制技术。现场应用结果表明,采用左旋高强螺纹钢锚杆全长锚固配合锚网索喷永久支护的支护方式可有效控制围岩变形,实现巷道稳定。     

深部高应力巷道围岩力学特征及稳定性控制技术

针对九龙煤矿-890m进风行人大巷复杂的工程地质情况,巷道断面较大且高应力作用显著,现已发生严重变形破坏。通过FLAC3D数值模拟对巷道围岩的力学特征进行定量分析,获得深部高应力巷道应力、应变演化特征,结合巷道周边围岩的成分分析、力学实验结果,基于FLAC3D对比优化深部高应力巷道联合支护方案,探究支护结构、支护参数的可靠性,提出以锚杆、锚索为核心的锚网索喷联合支护方案。在巷道开挖后进行矿压观测,进一步验证支护方案以及数值模拟结果的合理性,并实时监测围岩的变化特征。工程实践表明,在深部高应力巷道中采用锚网索喷联合支护,巷道的整体性与稳定性得到有效改善,围岩受力更趋稳定,变形得到有力控制,为煤矿的安全高效生产提供了技术支持。     

水平应力影响下深部近距离巷道围岩稳定性研究

为研究水平应力对巷道围岩支护稳定性的影响,以济三煤矿183_下05工作面运输平巷为工程背景,采用FLAC~(3D)数值模拟软件,通过数值模拟对比分析,研究水平应力对受近距离上煤层采动影响的煤巷围岩应力分布及变形破坏影响规律。研究结果表明,受水平应力影响时,无论巷道帮部有无锚索支护,巷道围岩变形量均显著增大,围岩稳定性降低,水平应力对于巷道稳定性影响显著。     

深部高应力巷道控制机理

随着煤炭资源开采向深部发展,深部巷道的变形破坏机理和稳定性控制成为了研究的重点。文章通过理论分析研究了深部巷道塑性区的大小的影响因素。通过实际算例,研究了塑性区半径与地应力、围岩力学性能以及支护反力之间的关系,最后通过数值模拟的手段加以验证。结果发现深部巷道的塑性区面积大,控制难度大,可以通过增加支护强度和改善巷道周围围岩的力学性能的手段设计支护方案,为深部巷道的稳定性控制提供借鉴。     

影响深部巷道稳定性因素分析

深井巷道围岩随着开采深度的增加其稳定性也发生了变化。文中进行了深井巷道围岩稳定性的分析,认为影响深井巷道围岩稳定性的3个主要因素是围岩性质、采深和支承压力,得到了根据围岩性质、采深和支撑压力来控制巷道稳定性的结论。     

深部高应力巷道围岩控制技术应用研究

为控制深部高应力巷道变形严重的问题,根据杨河煤业实际地质条件,建立数值模型分析巷道变形破坏原因,提出耦合支护技术,即首先采用锚杆支护形成承载结构,加固浅部破裂围岩,改善围岩力学性能,提高其残余强度。在此基础上,针对支护承载结构存在的薄弱部位,采用锚索补强支护,形成稳定的支护体系。通过矿压观测结果可知:巷道支护效果良好,围岩变形得到有效控制。     

深部高应力巷道支护方案优化研究

同煤集团东周窑矿4~#层南盘区胶带巷为高应力巷道,变形严重,支护极其困难。原采用锚网喷支护方式,返修次数多,且无法达到预期支护效果。通过围岩变形机理,结合松动圈测试结果,采用FLAC3D数值模拟优化支护参数,进行工业性试验,得到最大移近量仅13mm,解决了高应力巷道的支护难题,保证了矿井安全生产。     

深部高应力软岩巷道围岩应力分析及支护研究

以淮南矿业集团潘三煤矿1662(1)运输平巷掘进工程为背景,针对深部高应力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,并提出了锚网索注联合支护对策。即在该类巷道掘进初期先采用锚杆及锚索联合支护控制围岩变形,随后配合注浆锚杆提高围岩承载能力。运用FLAC~(3D)数值模拟软件,对不同支护方案下软岩巷道的应力场及位移场分布进行研究。     

深部高应力双巷掘进巷道围岩稳定性及控制

内蒙古自治区葫芦素煤矿13号煤层埋藏较深,煤层处于高应力环境中,区段准备巷道采用双巷掘进的方式.针对辅助运输巷道围岩变形严重以及难以二次利用的问题,通过对巷间煤柱分别在不同阶段建立力学模型以及结合葫芦素煤矿的地质条件,对巷间煤柱留设宽度进行理论分析,最终确定该宽度应不小于35.57 m.结合获取到的覆岩物理力学参数,采...     

单水平应力主导型应力场对深部巷道稳定性影响的数值模拟研究

在煤矿开采中,不同的应力场对巷道的影响方式、破坏方式不同,提出煤矿井下3种类型应力场的各自特点。通过数值模拟方法,分析了单水平应力主导型应力场对深部巷道垂直应力、水平应力、最大水平应力,巷道围岩变形,塑性区的影响规律。研究表明,随着水平应力增大,巷道顶板下沉量、底鼓都明显增加,两帮位移也显著增加,但幅度没有前两者大。水平应力是决定巷道顶板岩层变形和破坏的关键因素。但大水平应力下两帮煤层的挤出变形也不可忽视。     

深部软岩高应力巷道支护

随着矿井向深部开采，软岩矿井深部地压问题日益突出。大雁二矿因地制宜采用封闭式一体化可缩性U型钢支架支护软岩巷道，经3年的观测，这种支护方法获得成功。它较砌碹、锚网喷、网架锚喷等支护方法工艺简单、操作方便、施工速度快、适应性强、支护强度高、整体稳定性好，为深部软岩高应力巷道支护探索出一条新路。