深井巷道两帮锚固体作用机理及稳定性分析

通过对深井巷道两帮锚固体破坏特征及作用机理分析,锚固体最大破坏部位在两帮偏中上部,两帮锚杆支护的作用就是使锚杆与锚固范围内岩体相互作用形成锚固承载结构体.把深井巷道两帮锚固体失稳分为压裂失稳和剪切失稳,两帮锚固体首先失稳形态为压裂失稳,建立了巷道两帮锚固体2种失稳条件下的稳定性力学模型,提出了锚杆、锚索耦合支护方案,并对试验巷道两帮稳定性进行了力学计算、数值分析及现场观测,回采巷道两帮采用支护设计方案后,两帮收敛量减小,最大移近量124 mm,控制在合理范围内,两帮围岩稳定,支护效果显著.     

深井巷道围岩稳定状态与有效载荷因数的关系

在分析研究影响巷道围岩稳定状态主要因素的基础上，结合大量的实测资料，提出了深井巷道当围岩有效载荷因数C≥0．45时，巷道围岩才开始出现松动圈，围岩才开始流变，并总结出围岩流变速度与有效载荷因数之间的经验公式。     

地应力场对深井巷道围岩稳定的影响

运用3D-σ有限元计算软件对深井巷道在地应力场中不同布置方向的稳定性进行了数值模拟分析，讨论了深井巷道围岩应力分布情况、围岩的变形特征和围岩破坏机理，并提出了相应的对策。     

深井巷道围岩控制与加固技术

巷道围岩的稳定性与岩性和埋深有关,一般在同样岩层条件下,随着巷道深度的增加,围岩的稳定性也越来越差,对巷道的支护带来很大困难。目前,我国井工开采的煤炭70%的产量来自深井地层,因此,研究深井巷道围岩控制与加固技术具有重大的现实意义。     

深井回采巷道围岩稳定性分类及其控制技术

基于实验室试验、数值模拟计算、现场实测及力学理论分析等综合研究方法,研究深井回采巷道围岩变形力学特征及其影响因素,采用模糊聚类法对深井回采巷道围岩稳定性进行整体分类,再结合巷道顶底板与两帮围岩的岩性情况,进行巷道围岩次分类研究,由此提出适合深井回采巷道稳定性控制原则。     

深部巷道围岩力学特征及其稳定性控制

通过对深部岩巷开挖后围岩应力演化特征、变形破坏规律的分析,揭示了深井岩巷围岩稳定性控制机理.由此提出了深部巷道锚网索刚柔耦合及围岩整体注浆加固支护技术,即在高强度、高预应力锚杆支护的基础上,适时实施锚索关键部位加强耦合支护及围岩注浆加固和底板超挖锚注回填,并在施工过程中通过反馈信息进行参数优化.工程实践表明,该技术能够较好地控制深部岩巷围岩变形.     

深井软岩巷道围岩控制机理

建立了破裂岩石强度和变形特征的拟合方程；推导出圆形巷道支护阻力与围岩位移量的显式关系式；分析不同岩性条件下，支护阻力对围岩位移量的控制程度；并同神经网络拟合结果进行了对比；提出了支护阻力对控制软岩巷道具有重要作用及敏感作用范围的观点；在铁法矿区进行了工程实践，有效地控制了深井软岩巷道。     

深井软岩巷道围岩流变与应力场演变规律

实测了海域巷道流变规律,进行了岩石流变性能、水理性质、矿物结构和现场地应力测量;分析了海域巷道流变机理;提出了岩石强度极限邻域的概念;探讨了巷道围岩应力场的演变规律;最后提出了针对龙口矿区煤系地层结构特点的巷道支护对策.     

深井巷道围岩体声波特性及其规律

为掌握深井巷道松动圈的范围及松动圈内岩石破损程度的变化规律,对云南会泽铅锌矿950 m深井巷道进行现场声波测试。测试结果表明：不同的岩性,具有不同的声波特性,在松动圈范围内,岩体声波特性变化趋势一致;与上部测试结果相比较,松动圈的范围明显增加。在7种不同岩性的巷道围岩中,布置了10个测孔,应用单孔法进行声波测试,并对测试结果进行拟合,获得了深井巷道围岩松动圈范围内声波速度变化规律的数学表达式。为深部岩体的声波特性研究提供可靠的参考依据。     

深井软岩巷道围岩控制机理

建立了破裂岩石强度和变形特征的拟合方程；推导出圆形巷道支护阻力与围岩位移量的显式关系式；分析了不同岩性条件下，支护阻力对围岩位移量的控制程度；并同神经网络拟合结果进行了对比；提出了支护阻力对控制软岩巷道具有重要作用及敏感作用范围的观点；在铁法矿区进行了工程实践，有效地控制了深井软岩巷道。     

深部巷道围岩协同锚固机理

针对深部巷道围岩控制过程中遇到的难题,以协同论为理论基础和方法指导,在前期研究和工程实践的基础上,提出深部巷道围岩协同锚固机理。通过分析巷道围岩控制系统的组成因素,介绍协同论对围岩锚固的描述方法,提出结构协同、强度协同、刚度协同、锚固时机协同、预紧力协同、变形协同等协同作用机制,以此初步建立协同锚固机理的研究框架。研究表明,协同锚固系统在宏观整体功能大于各子系统之简单总和,即产生1+12的协同增强效应,这对于深部巷道围岩稳定性控制来说是最为根本和至关重要的,也更加符合煤矿安全生产的本质要求。     

化学腐蚀下深部巷道高强围岩力学性能的实验研究

深部巷道复杂的地质条件是影响巷道围岩力学性能及其稳定性的重要因素.文章模拟深部巷道复杂的地下环境,配制了不同离子浓度和酸碱度的化学溶液,将岩样放置在上述溶液中浸泡,然后开展高强岩石的轴压实验.实验得到不同条件下的岩石强度和基本力学参数.实验结果表明,水浸泡、中性盐和碱性溶液对高强岩石的力学性能影响不大,而酸性环境对岩石的强度影响较大.另外,酸性越强,影响越明显;浸泡时间越长,影响越明显.     

深部巷道裂隙围岩危险体判定及应力监测预警

工程岩体是由节理、裂隙等结构组成的不连续介质体,深部巷道处于高地压、强扰动的复杂工程环境中,裂隙岩体的稳定性是深部工程安全稳定性研究的重要课题。本文以矿井深部巷道为研究对象,构建离散裂隙网络模型,获得等效岩体参数,并以此建立裂隙岩体工程模型;分析工程巷道裂隙围岩的应力、变形和破坏特征。模拟试验结果表明:斜联巷、釆联巷、水仓与主运输巷交叉等位置是应力集中区,易产生张拉、剪切破坏;根据数值模拟获得的应力集中危险区域分布特点,布设围岩应力监测网络,成功预警位于斜联巷和水仓连接巷的顶板塌落事故,为矿山设备、人员安全提供了可靠的保障。     

深井软弱围岩巷道多重耦合控制技术研究

针对深井软岩巷道围岩变形破坏严重、巷道支护困难的问题,以邢东矿-980 m大巷为工程背景,综合运用现场实测、理论分析、数值建模、工业性试验等研究手段,对巷道围岩破坏机制及控制技术展开了针对性研究。分析了不同水平应力对巷道围岩破坏的影响,揭示了-980 m大巷变形破坏机制,提出了“断面优化+高预应力锚杆索+高强可缩性环形支架+滞后注浆加固”的多重耦合控制方案,并通过了现场工业性试验验证,结果表明：该控制技术可有效解决深井高水平应力巷道围岩变形控制难题,可为类似深井软岩巷道围岩大变形控制提供借鉴。     

深部巷道围岩变形规律分析

针对深部巷道支护难、围岩变形量大等问题,采用TATW-2000岩石三轴试验机对研究区煤岩物理力学性质进行测试,得到了煤岩物理力学参数,然后采用FLAC^3D数值模拟软件,分析了现有支护状态下巷道围岩的变形规律和巷道竖向、水平位移分布。研究为后期巷道支护参数的优化提供了理论基础。     

深部动压巷道围岩控制技术研究

为了确保深部矿井巷道围岩的稳定性,根据理论和经验分析,煤矿巷道稳定性影响因素主要为巷道围岩性质、开采深度、采动影响剧烈程度、巷道与上部煤层间的垂距、巷道支护不合理等因素。采用采场远距离卸压保护技术、预应力锚索束技术和钻孔卸压联合主动支护技术,预防了浅部围岩变形和工字钢在锚索端部出现的弯曲变形,遏制了巷道底部浅部围岩的变形,确保了巷道的稳定性。     

深部高应力软岩巷道围岩控制技术研究

针对车集煤矿深部巷道特变形大、难维护等特点,采用理论分析、数值模拟和工业试验等综合手段,研究了深部高应力软岩巷道围岩控制技术,以原有巷道破坏现状为基础,分析了全断面分阶段支让协同控制技术体系,主要包括高应力大变形巷道初次强支让压技术、高应力巷道底板卸压技术、巷道二次强支强注稳定成巷技术,并进行了工业试验。研究得出,该技术具有明显的技术经济及社会效益,可进一步深化研究和推广应用。     

基于Drucker-Prager准则的深部巷道破裂围岩弹塑性分析

基于Drucker-Prager屈服准则和非关联流动法则,考虑中间主应力、塑性区弹性应变及岩体剪胀性的影响,推导了深部圆形巷道围岩应力、变形及塑性区半径的封闭解析解。结合工程实例,对比分析了不同屈服准则和围岩参数对围岩状态变化的影响,研究结果表明：中间主应力对围岩破裂范围和表面位移均具有重要影响,且表现出明显的区间效应;剪胀角越大,扩容系数越大,围岩破裂范围与表面位移也就越大;围岩参数(残余黏聚力、残余内摩擦角、初始黏聚力)和支护阻力越大,围岩塑性区及破裂区范围均越小;D-P准则解分别与统一强度准则解、双剪强度准则解和M-C准则解相比,围岩破裂范围及表面位移均偏大,但与M-C准则解最为接近;在满足相同围岩变形条件下,D-P准则解所需支护阻力较其他3种准则解均较大,更偏向于刚性支护形式,分析结果可为巷道围岩稳定性评价与支护设计提供重要理论依据。     

深埋巷道围岩塑性圈理论分析与研究

巷道开挖后,破坏了原有的力学平衡,应力重新分布。当应力超过围岩的承载能力时,必然会引起围岩破坏甚至岩体的整体失稳。因此,有必要对巷道围岩塑性圈理论展开研究。基于Kastner公式及拉密公式,提出了改进的Kastner公式,通过等代圆思想推广到一般深埋巷道,并进行实例验算。经验证,其结果与实际值接近,可给岩体开挖、支护设计和施工提供理论依据。但是对于一些复杂环境和特殊地质情况,关于ξ及ζ参数的选取,还有待进一步研究。