金川不良岩体巷道支护技术可行性研究

金川不良岩体中巷道支护一直是困扰矿山生产的重大难题。由于矿区特殊的地质构造 ,形成很大的地质构造应力 ,岩体结构发育 ,巷道支护相当困难。借助于FLAC有限差分软件 ,进行模拟分析和方案优选 ,调整支护强度及刚度 ,限制围岩变形 ,以达到支护稳定的目的     

金川矿区深部高应力破碎岩体巷道支护技术研究及应用

针对金川矿区深部高应力破碎岩体巷道围岩变形量大、支护难、使用周期短等特点,基于以往巷道围岩变形破坏特征,从工程地质条件、地应力特征、采动影响等三个方面,分析了深部高应力破碎岩体巷道变形破坏原因。针对典型的巷道破坏特征与工程地质条件,提出了四类相应的新型支护方案,分别开展了现场工业试验;通过巷道围岩收敛变形监测,验证新型支护形式的支护效果。结果表明,新型支护形式有效地控制了深部高应力破碎岩体巷道围岩变形,实现了维护巷道围岩长期稳定的目的。     

深部硬岩巷道围岩锚杆支护参数优化与设计

深部硬岩巷道处于高应力条件下,部分矿井巷道围岩岩体本身强度较高、巷道围岩较为稳定、围岩变形量很小,而且受动压影响小,支护方案存在过度支护的问题。以江西某煤矿-900 m水平深部硬岩胶带石门巷道为研究背景,通过数值模拟分析以及现场工程实践等研究方法对其原支护方案进行设计优化,现场施工监测结果表明,优化后的支护方案能较好地维护巷道的长期稳定,支护强度合理,取得了较好的支护效果,满足了现场生产需要。     

焦家金矿巷道围岩松动圈测试与破碎岩体支护技术

为了准确测定破碎蚀变岩体条件下巷道围岩松动圈范围,选择合理的支护方案与参数,本项目以山东黄金集团焦家金矿为依托矿山开展研究。联合采用岩体超声探测与数字全景钻孔摄像手段,获得了焦家金矿破碎岩体条件下的巷道围岩松动圈范围为1.0～1.3 m。开展焦家金矿现场岩体质量分级,基于分级结果计算破碎蚀变岩体所需支护载荷大小。计算结果表明,在破碎岩体条件下围岩所需支护载荷为51.08～76.17 kPa。依据围岩松动圈测试结果以及围岩支护载荷计算结果,初步确定焦家金矿破碎蚀变岩体应采用管缝锚杆+金属网+喷射混凝土联合支护方案,管缝锚杆长1.8 m,设计锚杆间距为1.0 m,排距为1.2 m,喷射混凝土厚度为50 mm。在此基础上,开展支护方案的现场工业试验,由巷道围岩连续收敛监测结果表明,当应用管缝锚杆+金属网+喷射混凝土联合方案支护后,巷道围岩收敛变形在6个月内不再增长,可有效保证焦家金矿巷道围岩在服务周期内的稳定性。     

基于模糊聚类分析的回采巷道围岩分类与支护研究

西石门铁矿回采巷道围岩变形破坏严重,破坏形式复杂。影响回采巷道围岩稳定性的主要因素是岩石强度、地应力、岩体完整性、采动影响等,以这些因素为分类指标,根据模糊聚类分析原理,采用VB6.0语言建立分类程序,把西石门铁矿回采巷道围岩分为非常稳定,稳定,一般稳定,不稳定和极不稳定等5类。针对不同类别的巷道围岩分别提出相应的支护方案。     

剪应力对巷道破坏影响的研究

根据岩石破坏的库仑-莫尔强度准则,分析了巷道围岩的剪应力分布规律及其导致岩体破坏的机理.研究表明:在巷道围岩内存在一个应力剪切带,剪切带内具有较大的主应力差值,该区域岩体有发生破坏的趋势.剪切带是围岩应力状态的过渡区域,它使围岩从单向、双向应力状态过渡到稳定的三向应力状态.巷道支护的原则就是控制剪切带的发展.在锚杆支护设计中,若锚杆主要起悬吊作用,而锚杆的锚固区若处于剪切带内,那么对围岩的支护将是不可靠的.     

锚固节理煤岩巷道的损伤力学研究

岩体结构工程的稳定是矿山安全生产的前提和重要课题,岩石损伤力学及适合各种工程条件的计算软件为岩体工程研究提供了科学的理论和技术途径.本文利用岩石损伤力学理论,对锚、索加固节理岩体的损伤破坏进行了理论分析,建立了加锚、加索节理岩体贡献刚度矩阵的理论模型.利用ABAQUS数值计算软件,对节理煤岩巷道进行了支护方案优化设计,分析了支护岩体结构的损伤特征,总结了支护岩体结构的损伤变化规律.结果表明,利用岩石损伤理论和数值计算方法,可以实现岩体结构工程的支护优化设计,有效控制围岩损伤破坏的范围和程度.     

加固技术在破碎顶板套修施工中的应用

利用化学浆液充填、固结围岩和煤层的裂隙面,提高围岩整体性,充分发挥煤岩体自身承载能力,保持围岩稳定,提高支护强度,控制围岩变形,从而提高了套修速度和施工安全可靠性,减少了维修费用,降低了支护成本.     

基于能量耗散理论的深部巷道支护方案优化研究

针对W4307-2工作面回风巷变形严重，原支护方案失效的情况，提出能量耗散理论的巷道围岩变形控制方案。首先通过建立围岩能量耗散模型，确定能量耗散是围岩破坏的本质原因，当围岩支护控能不小于耗散能时，围岩不再破坏。同时通过原支护和优化支护方案数值模拟对比，确定优化支护方案能对围岩做更多的功，改善巷道围岩变形。经过现场监测可知，确定优化支护方案较原始支护方案能提前使巷道围岩稳定，且不同阶段围岩变形控制效果均高于50%.因此，基于能量耗散理论的优化支护方案能够有效控制围岩变形。     

动压软岩巷道破坏机理及控制技术研究

选取受动压影响的祁南煤矿82采区五中车场巷道为试验巷道,构建了不等压条件下巷道破坏的力学模型,得出了巷道内表面的位移解;其次根据数值模拟结果,选取锚网索+锚注联合支护方式对82采区五中车场巷道进行支护,并进行了现场观测.结果表明,动压使巷道围岩深部应力向更深处转移,扩大了巷道围岩的塑性屈服范围,加大了巷道围岩变形,严重影响了巷道稳定;锚喷索+锚注联合支护方案能明显提高破碎围岩的整体强度,改善岩体的性质,更好地控制了巷道的变形.     

高应力软岩巷道自钻式中空注浆锚杆技术应用

针对晋能控股赵庄煤业3号煤层2105盘区辅运巷(西)帮部原支护方案所存在的施工难度大、支护效果不稳定、维护成本高等问题,改用自钻式中空注浆锚杆进行支护,最终实现锚杆全长锚固。从检测结果可以看出巷道帮部的围岩变形得到了有效的控制,变形量被控制在100 mm以内。新支护方案确保锚杆的锚固力和扭矩力,注浆饱满,能更好地充填裂隙、固结岩体和土层,改良了围岩的岩性,充分发挥围岩的自身支承力,保障了巷道安全施工顺利进行,提高了软岩工程的可靠性和安全性。     

软岩巷道围岩破裂区探测与支护技术研究

本文以西铭矿南四上车场巷道围岩为研究对象,利用孔内电视探明巷道围岩破碎状态并圈定围岩破碎范围,提出以岩体破碎深度为依据的支护方式,通过数值模拟手段对现有和优化后的支护方案进行了对比分析,研究表明,考虑岩体破碎深度的精准定位支护方式可以更有效控制岩体变形,提供围岩稳定性,保证矿山安全、高效生产。     

软岩巷道支护技术研究

软弱巷道围岩的松动范围大,岩体强度低,要保持巷道稳定和满足正常生产,须采用合理可行的支护对策和支护方案,以适应和改善各种围岩特性,取得技术上可行、经济上合理的支护效果。本文在分析软岩巷道变形破坏特性的基础上,分析了三维协控耦合支护对软岩巷道支护的适应性。应用三维协控耦合支护理论,设计出三维协控耦合支护方案及施工工艺,在实际工程中取得了较好效果。     

软岩巷道锚注耦合支护技术研究

软弱巷道围岩的松动范围大,岩体强度低,要保持巷道的稳定和满足正常生产,必须采用合理可行的支护对策和支护方案以适应和改善各种围岩特性,以取得技术上可行、经济上合理的支护效果。在分析软岩巷道变形破坏特性的基础上,分析了三维协控耦合支护对软岩巷道支护的适应性,应用三维协控耦合支护理论,设计出三维协控耦合支护方案及施工工艺,在实际工程中取得了较好效果。     

平安矿皮带巷破坏原因分析及对策

通过对平安矿皮带巷破坏特点及原因分析,提出了及时支护和采取合理支护强度的措施。对于软弱岩体,锚杆预紧力是提高支护强度的关键。采用FLAC3D数值模拟软件对不同预紧力锚杆在软岩巷道中的支护效果进行了分析,从巷道围岩应力和塑性区的角度对平安矿皮带巷支护方案进行了优化选择。实践表明,采用及时、合理的支护方案可以有效控制巷道围岩的稳定,可为其他类似巷道支护提供借鉴意义。     

深部全煤巷道锚网耦合支护技术应用研究

支护体与围岩在刚度、强度和结构上的不耦合是影响全煤巷道围岩稳定性的主要原因．为解决这一问题,采用新型的锚网索支护方案对支护参数和支护过程进行优化．计算机模拟结果显示,巷道实施耦合支护方案后,应力集中程度减小,高应力区向深部围岩转移,支护系统可靠性明显增强．优化后的支护方案运用于现场,巷道围岩达到稳定的时间较优化前明显缩短．理论和实践表明,深部全煤巷道通过强化支护和适度让压,充分发挥锚网围岩整体力学效应,可以达到巷道稳定的目的．     

深部半煤岩回采巷道围岩破坏特征及支护技术

为研究深部半煤岩回采巷道围岩破坏特征,以某矿半煤岩回采巷道的具体工程地质为背景,利用弹塑性力学知识求解并绘制了该半煤岩体巷道围岩破坏状况,并运用FLAC3D建立了深部半煤岩巷道的三维数值计算模型,分析了不同支护方案作用下巷道围岩的变形破坏规律,优化了巷道支护方案与参数,提出深部半煤岩巷道围岩控制的"高强度预应力锚网索+横纵梯子梁"的联合支护方案,并在现场进行了施工与监测。结果表明:采用优化后的支护方案有效的控制了深部半煤岩巷道围岩的变形破坏,确保了深部半煤岩巷道围岩的稳定。     

基于地质力学测试的五阳煤矿深部高应力大巷支护技术

针对潞安五阳矿井深埋大巷围岩变形、锚杆破断难题,在开展地应力、煤岩体强度及围岩结构测试的基础上,分析了软弱围岩破坏变形的机理;基于对称一次支护原则提出了高预应力锚杆锚索联合支护方案,对巷帮进行短锚索补强设计。现场监测表明,相距掘进面达50 m时锚杆锚索工作载荷开始稳定,锚杆工作载荷最大值稳定在154 kN,锚索工作载荷最大值234 kN。掘巷阶段两帮最大回缩量149 mm,顶板最大下沉量15 mm左右,底板变形不明显。研究成果可为类似条件下大巷支护提供经验指导。     

围岩分类的未确定数学研究

地下工程的围岩分类是影响施工与支护方式的主要因素,它受随机性、模糊性和人类知识的不完备性等因素影响较大,出现了几种围岩分类方案。同一个工程岩体按不同的围岩分类方案得出不同的围岩分类结果,给实际生产带来一定的影响。     

大跨度破碎岩体顶板预应力锚固支护机理及效果研究

大跨度破碎岩体顶板采用预应力锚固支护,能最大程度地维持顶板围岩稳定,因此研究预应力锚固对大跨度破碎岩体顶板的支护机理及支护效果,对于保障破碎岩体下大跨度地下工程、露天大断面隧道工程的长期稳定性具有重要意义。对锚固后锚固体强度变化进行力学解析,剖析大跨度破碎岩体顶板预应力锚固支护机理,以云南金厂河多金属矿Ⅳ级破碎岩体大跨度顶板支护难题为工程背景,针对其支护方式建立数值模型进行分析,对FLAC^3D软件中结构单元Cable的布置,设计新的三段式布置法,将预应力锚杆(索)在FLAC^3D软件层面分为预紧段、自由段、锚固段分别赋予指定参数进行数值计算,建立3组不同支护方式的数值模拟方案对预应力锚固支护效果进行验证。结果表明：预应力锚固后,支护区域顶板受拉应力基本小于破碎岩体顶板抗拉强度,塑性区体积对比普通无预应力支护方案,下降比率达到61.95%,顶板Z方向垂直沉降量降低比率高达83.90%,预应力锚固范围内围岩得到了有效控制。