某矿实体煤巷锚杆支护数值模拟及工程应用

巷道锚杆支护是岩土与结构耦合的工程问题,与地应力、围岩力学性质、锚杆支护结构等因素有关。使用ANSYS有限元数值模拟软件,开发出三维采准巷道锚杆支护辅助设计系统,对煤巷锚杆的支护作用机理进行了分析计算,主要研究了类似条件下锚杆支护对巷道变形以及巷道周围应力场和位移场的影响,分析了锚杆支护在给定条件下的作用规律。将该模拟结果运用到某煤矿2395实体煤巷锚杆支护工程实际中,得到了较好的支护效果,为进一步推广应用提供了经验。     

水平应力场条件下沿空巷道锚杆支护数值模拟分析

使用ANSYS有限元数值模拟软件,开发了三维沿空巷道锚杆支护辅助设计系统,对水平应力场条件下沿空巷道锚杆支护的作用机理进行了数值模拟分析,主要研究了在水平应力场条件下不同锚杆长度、不同初始预紧力锚杆支护对巷道顶底板的稳定性的影响,分析了沿空巷道顶底板离层的变化规律,提出了指导现场生产的建议。     

高水平应力条件下锚杆支护作用机理的数值模拟分析

使用ANSYS有限元数值模拟软件,开发了三维采准巷道锚杆支护辅助设计系统,对高水平应力条件下煤巷锚杆的支护作用机理进行了分析计算,主要研究了类似条件下锚杆支护对岩层裂隙、巷道变形以及巷道周围应力场和位移场的影响,分析了锚杆支护在给定条件下的作用规律,对实际生产有一定的借鉴作用.     

锚杆支护对巷道围岩稳定性的影响

锚杆支护是一种有效的巷道支户方式。文章分析了围岩与巷道支护之间的相互作用关系,提出了锚杆支护回采巷道的技术方案。通过有限元软件Midas/GTS对锚杆支护效果进行了三维模拟,分析了不同锚杆长度对于围岩稳定性的影响。     

掘进巷道锚杆支护优化研究

为保证煤炭开采环境的安全性,通过对巷道锚杆支护进行数值模拟来对巷道锚杆支护性能进行研究。针对某矿工作面风巷掘进期间保证巷道支护强度,防止和杜绝顶板事故,采用FLAC3D软件进行数值模拟分析,构建巷道锚杆支护数值模拟模型。模拟结果表明,在采用相同间排距时,可通过改变锚杆规格的方式来提升支护的性能,实现巷道锚杆支护优化。     

金川矿区深部巷道支护方式优化数值模拟研究

根据金川实际情况分析深部巷道变形破坏原因,分析认为金川深部巷道中应该采用锚索支护,并且必须重视对底板的控制。结合金川二矿区深部巷道1 178分段的具体情况,根据金川以往的支护经验提出几种支护方案,运用三维有限元软件对每种支护方案进行数值模拟,对每种支护方案对比分析,结果认为采用喷锚网＋锚索＋底部锚杆后巷道基本能维持稳定,巷道的实际稳定状况还有待于实际实施监测。     

高强让压锚杆支护效果数值模拟研究

高强让压锚杆支护就是在高强锚杆托盘和螺母之间加一让压环,通过让压环在一定压力下的变形使围岩卸压,可有效地控制住复杂难支护巷道的大变形.采用大型三维岩土工程数值模拟软件FLAC^3D,对高强让压锚杆支护前后围岩变形破坏规律进行了数值模拟,对高强让压锚杆支护前后围岩的应力、位移及锚杆轴力的变化情况等进行了系统分析.结果表明,高强让压锚杆支护显著改善了巷道支护效果,有效地控制了复杂困难巷道的损伤变形.     

高强让压锚杆支护效果数值模拟研究

高强让压锚杆支护就是在高强锚杆托盘和螺母之间加一让压环,通过让压环在一定压力下的变形使围岩卸压,可有效地控制住复杂难支护巷道的大变形.采用大型三维岩土工程数值模拟软件FLAC3D,对高强让压锚杆支护前后围岩变形破坏规律进行了数值模拟,对高强让压锚杆支护前后围岩的应力、位移及锚杆轴力的变化情况等进行了系统分析.结果表明,高强让压锚杆支护显著改善了巷道支护效果,有效地控制了复杂困难巷道的损伤变形.     

煤矿掘进工作面临时支护装置工作阻力的设计研究

通过在掘进工作面迎头顶锚杆安装测力计进行现场压力观测,运用普氏理论的计算方法确定掘进工作面临时支护装置的工作阻力,采用FLAC3D数值模拟软件,建立掘进巷道三维数值模型,对巷道进行三维动态掘进支护模拟分析,从而验证了掘进面临时支护装置工作阻力可靠,能够保证掘进工作面顶板的稳定。     

外错式区段间相邻巷道锚杆联合支护作用机理研究

根据错层位外错式相邻巷道"一高、一低、水平错距"的空间结构特点,提出联合支护技术,并对侧帮锚杆作用机理展开研究.采用FLAC3D数值模拟软件研究分析沿顶巷道侧帮锚杆参数对锚固体力学性质的影响,并确定侧帮锚杆支护参数合理取值;对不同布置情况下巷道支护效果进行对比分析.结果表明:通过向沿顶巷道实体煤侧帮安设锚杆可以提高锚固...     

高强度锚杆支护技术及在大断面煤巷中的应用

在分析目前大断面煤巷锚杆支护存在问题的基础上,论述了对锚杆支护机理的新认识,开发了适合于大断面煤巷支护的高强度锚杆,并采用FLAC3D有限差分程序对不同锚杆支护参数巷道围岩应力场分布特征与规律进行了模拟分析。结果表明：预紧力是锚杆支护系统的决定性参数,增加锚杆预紧力能有效增大巷道围岩压应力场应力值及扩散范围;锚杆长度的选择应充分考虑锚杆预应力、巷道围岩破碎程度与可锚性;对于相同锚杆材料,直径越大强度越高,预应力扩散范围越大;锚杆垂直于岩面布置时,巷道围岩形成的压应力区分布更加均匀,锚杆预应力叠加效果更好。井下试验表明,高强度锚杆支护技术为大断面煤巷提供了有效的支护手段,巷道掘进期间两帮移近量25.0 mm,顶底板移近量16.6 mm,能有效控制围岩的强烈变形。     

锚杆护顶方案三维有限元模拟及分析

根据峰奇山矿段顶板工程地质条件,采用3D-σ有限元数值模拟软件对3种护顶方案进行模拟,以寻求最佳支护结构参数。结果表明,经济、合理的施工方案参数为护顶锚杆长度1.8m、间排距1.0m×1.0m。模拟结果为安全高效回采矿石资源提供技术支持。     

Rock bolt mechanical analysis and its application to engineering

Combined with the 3D FEM, end-anchored anchorage bolts were simulated by implicit anchorage bolt element. Implicit anchorage bolt elements hide in the elements of rock mass and extremely simplify the element subdivision. The calculated value of anchorage bolt stress is larger than the measured one for the most time. we further analyzed the reciprocity of anchorage bolt and rock mass, and then deduced the analytical equations of anchorage bolt stress and rock mass deformation under elasto-plastic state. The results indicate that it is essential to revise the anchorage bolts stress by using the formulas deduced when rock mass is softened or significantly deformed. Finally, a case study indicates that the calculated results agree with those measured. Some helpful methods are offerd for more accurate simulation of the support effect and anchorage bolts real stress state.     

液压支架前连杆的有限元分析

利用三维软件和有限元软件建立了液压支架前连杆三维实体模型和有限元模型.运用有限元分析软件MSC.Nastran对有限元模型进行了静力分析和模态分析,得到了有用的数值模拟结果.分析结果对改进液压支架前连杆的结构设计提供了参考依据.     

掘进工作面锚杆(索)-围岩应力场特征研究及运用

采用有限元数值模拟手段,分析了锚杆锚索不同布置方式和支护参数等情况下锚杆、锚索与围岩间应力场特征。在此基础上,以淮南顾北煤矿12326煤巷为工程背景,结合实际地质条件设计相应的支护方案。通过无损检测仪器,对实践地点回采巷道锚杆锚索工作载荷进行监测,监测结果表明锚杆锚索工作载荷处于屈服载荷的30%~50%,说明施加的预紧力和锚固方式有效,锚索起到承载围岩作用,锚杆(索)支护设计合理科学。     

浅埋大跨洞室锚喷支护参数优选的正交有限元试验分析

应用正交试验与数值模拟相结合的正交有限元法对浅埋大跨地下洞室的锚喷支护方案进行了数值模拟试验研究，评价了支护参数对洞室稳定性的影响，提出了以顶底板相对位移、地表沉降量及破坏区面积为评价指标时的最佳支护参数值，为工程的设计施工提供理论指导。     

锚拉支护预拉力的有限元分析

采用有限元模型分析的方法,以兴陶矿的围岩条件建立了数值分析模型,对预应力锚拉支护中安装应力进行了有限元分析计算,从而确定了回采巷道锚拉支护的合理安装拉力。     

松散膨胀复合型软岩巷道的管棚超前支护技术研究

沙吉海煤矿轨道石门围岩松散、膨胀,在掘进过程中频繁发生片帮、漏顶的现象,为解决顶板支护难的问题,通过现场工场地质调查,应用软岩工程力学理论具体分析了其破坏机理并有针对性地提出了管棚超前支护+锚网索耦合支护对策。在分析超前管棚的支护作用机理的基础上,借助FLAC3D对轨道石门进行了管棚超前支护的数值模拟研究。结果表明,恒阻大变形锚杆(索)起到了转移围岩的高应力、释放一定变形能的作用。而超前管棚在巷道开挖前就已对松散顶板实行了预加固,增强了围岩的整体性、稳定性,同时也消除了片帮、漏顶现象的发生。最后进行了管棚超前支护+锚网索耦合支护与施工工艺设计,并成功应用于现场。     

Finite layer and triangular prism element method to subsidence prediction and stress analysis in underground mining

Introduction　　Groundsubsidenceduetoundergroundcoalminingmaycausedamagetosurfacestructuresandfarmlandandchangesurfaceandsurfacedrainagepatters.Duringthepastfewdecades ,anumberofsubsidencepredictiontechniqueshavebeenproposed .Currently ,theinfluencefunctionmethodisthemostwidelyusedforpredictionoflong wallcoalminingsubsidence .Butthesemethodscanbeonlyusedtocalculatethegroundsubsidence .Theycannotbeusedtoanalyzestressofminingimpactstratum .Finiteelementmethodmaybeusedtocalculatethestressanddisp…