临近巷道掘进扰动效应下巷道变形监测分析

对淮南朱集矿轨道巷进行两帮收敛、拱顶沉降、底臌和锚索拉力的现场监测,基于监测结果,阐明轨道巷在相邻的胶带巷和回风巷扰动影响下围岩变形和锚索拉力的变化趋势。监测结果表明：轨道巷围岩受到了回风巷和胶带巷的扰动;变形经历较长时间后达到稳定,且底臌值大于两帮收敛和拱顶沉降;胶带巷和回风巷对轨道巷的扰动影响程度和巷道群的空间布置相关,在巷道间距大于5倍硐径情况下扰动仍然存在,而且扰动影响不是突变性的,具有时空效应。     

动压巷道多次扰动失稳机理及开采顺序优化研究

应用计算机模拟、现场实测和理论分析综合研究方法,分析了煤层群开采条件下的张集煤矿1113(1)工作面轨道巷多次扰动失稳机理,并对煤层群邻近层多工作面回采顺序进行了数值计算,再现了不同开采顺序下的底板动压回采巷道围岩力学环境。研究表明：目前采用的邻近层交错同采方式,1113(1)工作面轨道巷失稳的力学本质为,本工作面回采活化了已破坏的上覆层间似连续-非连续-散体结构,加剧了工作面前方受多重采动影响的轨道巷浅部高应力环境下的大范围持续强变形,突出表现为巷道底鼓强烈;回采顺序显著影响煤层群回采巷道围岩稳定性,下行开采下伏回采巷道受扰动程度最低,巷道变形及围岩破坏范围最小;邻近层对应同采,下伏工作面轨道巷受上覆工作面底板聚压影响区高应力、巷道开挖、本工作面开采扰动等多重因素叠加作用,巷道围岩破坏范围最大、变形最严重。煤层群开采采区设计中应尽量采用下行开采,同时避免或减少巷道受多次采动影响。     

施工扰动下临近巷道群布置分析

临近巷道相互施工扰动大小是影响巷道合理空间布置与支护设计的重要因素。针对淮南朱集矿临近巷道群,采用数值计算方法分析了轨道巷围岩变形和锚索锚固力受临近施工扰动的影响大小,结合工程现场监测数据确定了扰动主要影响因素及扰动时间效应。     

永智煤矿迎采巷道支护研究与应用

由于迎采掘巷会形成采掘扰动应力叠加,使该阶段巷道围岩变形量增加,巷道难以维护。文章针对永智煤矿生产地质条件,采用数值模拟研究了迎采巷道的围岩应力演化规律、围岩变形规律等,结果表明：迎采扰动范围为采掘两个工作面间距20 m至滞后40 m,迎采扰动对5102辅运巷顶板下沉影响较大,对底鼓和两帮变形影响较小,巷道下部的围岩变形大于上部但不明显;根据数值模拟结果,提出了巷道顶板补强支护方案。该方案经过现场应用表明,迎采扰动范围内的巷道围岩变形得到了有效控制,取得了良好效果。     

安徽潘二矿东二采区胶带机巷围岩稳定性控制技术

安徽潘二矿东二采区胶带机巷受两侧轨道巷和回风巷的影响,掘进过程中产生了大变形,围岩稳定性难以控制。采用FLAC3D数值分析软件,研究了该矿东二采区井底车场巷道群在不同开挖顺序下围岩应力场、位移场及塑性破坏区的分布特征,并结合深部岩巷支护理论提出了胶带机巷的锚杆、锚索联合支护方案。研究表明:(1)巷道围岩应力大小、分布状态和扩散形式受开挖顺序的影响较小;(2)3种开挖顺序(轨道巷→胶带机巷→回风巷(方案Ⅰ),胶带机巷→轨道巷→回风巷(方案Ⅱ),轨道巷→回风巷→胶带机巷(方案Ⅲ))对应的巷道群最大位移值均出现于胶带机巷拱顶和底板中部,胶带机巷是该矿东二采区井底车场巷道群围岩稳定性控制的重点对象;(3)底板是巷道围岩破坏深度最大的部位且在巷道施工过程中得不到及时支护,故而选择对于底板破损范围最小的方案Ⅲ为巷道群施工的最优开挖顺序;(4)锚杆、锚索联合支护方案实施后,巷道围岩变形速率小于0.1 mm/d,巷道水平收敛、拱顶下沉和底鼓趋于稳定,表明该方案能够有效控制该矿东二采区胶带机巷围岩稳定性,可为类似地质赋存条件的巷道支护设计提供借鉴。     

掘锚分离巷道围岩变形特征及支护技术研究

针对西山煤电集团官地矿中六采区上组煤轨道巷现场地质条件,为了解掘锚分离工艺下巷道围岩变形特征,采用数值模拟研究方法,论述了轨道巷的支护形式的同时并对巷道支护参数进行了设计。研究得出,巷道掘进在加入支护条件后巷道围岩表面变形明显减小,设计的支护方案能够提高巷道围岩稳定性。     

碎胀煤层复用留巷支护技术

通过现场调研和钻孔窥视等方法,分析受掘进扰动和采动影响时煤柱体的变化及裂隙张开、扩容变形情况;研究围岩结构对巷道围岩变形和稳定性的影响;同时借助数值计算软件,分析围岩强度和结构与围岩变形的关系,提出成庄矿5306工作面受多次采动影响下的碎胀煤层留巷巷道支护设计方案,并成功应用现场生产实践,取得了显著的支护效果。     

深井高应力软岩巷道修复加固技术研究

针对深井高应力软岩巷道围岩松动范围大、变形剧烈、难支护的技术难题,以顾桥矿1127(1)运输顺槽底板巷为研究对象,采用现场调研、理论分析和钻孔窥视的方法,对该巷道围岩的变形破坏特征及影响因素进行了分析,并对巷道围岩的松动破坏范围进行了实测。结果表明,地质构造、临近巷道掘进扰动及支护参数设计不合理是巷道围岩变形破坏的主要原因;在临近巷道开挖扰动下,巷道顶板及两帮围岩的最大松动破坏范围分别为5.2 m和2.2 m。根据该巷道大变形特点,基于锚索集中布置强承载特性,结合数值模拟分析,提出了“锚索集中布置补强+浅部围岩中空锚杆注浆+深部围岩中空锚索注浆”修护加固方案。工程实践表明,该套巷修加固方案可有效控制巷道围岩的变形,巷修加固效果显著,为类似条件深井高应力软岩巷道支护和变形修复提供了参考。     

采动巷道围岩非均匀变形特征及稳定性控制技术研究

受到原岩应力与采动应力叠加影响的巷道会产生非均匀变形,甚至发现顶板事故,采动巷道围岩稳定性控制是实现矿井安全高效开采的关键。针对长岭一号煤矿152106工作面轨道巷受到采动影响变形严重的问题,采用现场监测、数值模拟等研究方法,分析了采动巷道围岩变形特征及塑性区演化规律。结果表明：在采动影响下,巷道围岩变形呈非均匀特征,工作面前方巷道围岩变形量小于工作面后方,巷道煤柱侧变形量大于煤壁侧,顶板出现离层并且靠近煤柱侧底鼓量更大,局部可达400mm|工作面前方最大主应力、主应力比值、塑性区范围均小于工作面后方,塑性区呈椭圆形分布,巷道围岩位移量与塑性区范围具有一致性。据此提出了补强支护方案,即顶板补打锚索、煤柱对穿锚索及打设单体液压支柱,现场试验结果表明轨道巷煤柱帮变形减少了65%,巷道底鼓量260mm,工程应用效果较好。     

厚煤层留窄煤柱沿空掘巷巷道支护设计

针对某矿2502采区250206上工作面轨道巷,提出采用留窄煤柱沿空掘巷技术进行采掘。通过FlAC3D建模分析留设窄煤柱掘巷支护的方案,理论上研究了锚杆、锚索各个参数对巷道围岩变形控制的影响,确定了最优的参数。通过对250206上工作面轨道巷进行现场应用,对巷道围岩多个测点进行数据监测,证明采用最优参数支护对巷道围岩起到了很好的支护效果。     

基于FLAG3D的深部巷道围岩变形数值模拟

应用FLAC3D对东荣二矿深部巷道围岩变形进行数值模拟,在一定程度上起到理论指导作用,从分析结果可以看出喷锚注支护可以有效地控制围岩变形,改善巷道围岩应力分布,减小巷道位移量,提高围岩强度和自承能力,支护结构长期稳定,能够很好地解决深部破碎巷道围岩变形控制问题.     

高地应力巷道围岩的蠕变数值模拟

通过分析高地应力下巷道围岩的变形破坏特点,采用Poynting-Thomson模型（H-M模型）计算模式利用FLAC^3D程序进行模拟研究,该程序采用显式差分法,可模拟岩土或其他材料的三维力学行为,包括材料的屈服、塑性流动、黏性流动、软化直至大变形．为了分析不同原岩应力、材料的弹性模量及黏滞系数对巷道围岩影响,分别采用了不同深度及不同比例系数．研究结果表明：巷道围岩的位移移近量随着时间的增加而增加但最终趋于稳定,其开始时存在位移移近,加速段,为此建议高应力条件下支护一定要及时,这对高地应力巷道施工具有一定的指导意义．     

深井高应力软岩巷道让均压加固技术研究

深井高应力软岩巷道支护难度较大,传统的支护方式难以控制围岩稳定。针对云驾岭矿深井轨道巷变形破坏特征及地质条件,通过理论分析,提出了巷道让均压支护理念,即通过让压环实现全断面锚杆、锚索受力均衡,设计了一次锚网索让均压支护和二次注浆加固的综合支护方案。现场工业性试验表明,拱形巷道拱肩部锚杆、锚索让压环首先让压变形,随后向顶部转移;锚杆让压极值为15t,锚索让压极值为18t。结果表明南翼轨道巷变形破坏得到了有效的控制。     

回采巷道注浆锚索超前支护优化及效果模拟

马蹄沟煤矿3506末采工作面回撤通道受邻近工作面3505回采扰动影响,陆续发生顶板下沉、帮部内鼓、底板隆起及巷道断面缩小等严重变形,严重影响3505工作面生产设备回撤工作的安全高效开展。为有效控制围岩变形,基于锚杆与围岩的相互作用力学模型,对回撤通道锚固围岩变形范围进行反演分析,在此基础上提出了具有针对性的二次锚注联合加固方案并实施,在二次加固后对围岩稳定性进行现场监测。结果表明：回撤通道经过二次锚注联合加固后,顶板下沉、两帮移近、底板隆起等变形得到了有效控制。

     

回风石门软岩巷道变形破坏机理及其支护对策

针对煤矿回风石门出现严重底臌、折帮和顶沉等非线性大变形破坏现象,且难支护的问题,采用工程地质力学分析、数值模拟和现场试验研究相结合的研究方法,对巷道的变形破坏机理和支护对策进行了深入研究。结果表明,巷道的变形破坏受分子吸水膨胀、胶体膨胀、构造应力、重力、工程偏应力、软弱夹层、层理等多种因素影响,其变形力学机制为IABIIABDIIIBC型。针对该种类型的复合型变形力学机制,提出了相应的转化为单一型的技术对策,数值模拟结果表明该技术对策可有效控制巷道的大变形破坏;提出了恒阻大变形锚杆+金属网+底角注浆锚管+钢纤维混凝土耦合支护方案,现场应用效果良好。     

基于尖点突变理论的巷道开挖围岩稳定性及支护研究

针对矿山在巷道掘进过程中极易发生失稳破坏问题,以川南某矿巷道为工程背景,通过FLAC3D软件分析开挖过程中围岩稳定性变化规律,监测关键点位移变化情况,将监测位移与尖点突变理论结合,建立巷道围岩稳定性判定的数学模型.结果表明:随着开挖顶板、底板和两帮会逐渐发生失稳变形,在开挖到第7步时发生突变围岩破坏,结合同一层位回风巷...     

千米深井软岩巷道挤压变形力学特性及控制研究

 为了研究千米深井软岩巷道挤压变形力学特性及控制对策,以淮南朱集煤矿-906m东翼轨道大巷为依托工程开展研究,该巷道为典型的千米深部高地应力软岩巷道,开挖后围岩产生强烈的挤压变形。通过现场地应力测试获取地应力值和室内岩石力学试验获取围岩力学参数,根据Hoek挤压变形等级曲线判断出该巷道变形为非常严重的挤压变形;通过Phase2有限元数值仿真软件分析了该巷道的围岩稳定性,计算结果表明巷道开挖后围岩变形破坏严重,拱顶位移和底臌量大,与现场情况吻合。基于深部岩石巷道围岩稳定性控制理论和“分步联合支护”理念,针对该巷道的挤压变形特点制定了相应的支护方案,其主导思想是增强围岩自身强度和支护结构的抗变形能力,尤其重视底板支护。通过有限元数值软件计算分析和现场监测验证、评价了该支护体系的强度,结果表明所提出的支护方案取得了良好的效果,能够有效的控制围岩挤压变形。     

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。     

淮南深部巷道挤压变形及其控制对策

为了研究高地应力软岩巷道挤压变形及其控制对策,根据实测地应力值和围岩力学参数,分别从基于Hoek-Brown准则的解析计算和有限元数值计算进行了围岩稳定性分析,计算结果显示巷道变形失稳严重,拱顶位移和底臌量大,与现场情况吻合;此外,根据Hoek挤压变形等级曲线判定该巷道围岩变形为非常严重的挤压变形。基于深部巷道围岩稳定性控制理论和"分步联合支护"理论制定了控制围岩挤压变形的支护方案,通过有限元数值软件计算和现场监测验证了该支护方案的效果,结果表明所提出的支护方案能够有效的控制围岩挤压变形。