深部软岩巷道变形破坏机理及支护技术

为解决深部软岩巷道大变形的问题,以母杜柴登煤矿3^-1煤西翼运输大巷为工程实例,基于弹性力学理论,将直墙半圆拱形断面巷道简化为圆形断面,得出了巷道在不同原岩应力、支护阻力条件下塑性区半径和位移的解析解,进而提出了“锚网喷+网壳”的联合支护方案,通过数值模拟和现场工业试验对该联合支护方案的可行性进行了验证。结果表明,锚网喷索初期支护技后,由于巷道变形能的大量释放,导致初期变形量较大,网壳支架+喷射混凝土永久支护后,巷道顶板、两帮、底板变形量分别增加了50、130、30 mm,围岩变形得到有效控制,保证了深部软岩巷道的长期稳定。     

深部软岩巷道围岩变形及控制技术研究

巷道变形破坏机理围岩稳定性因素的研究对巷道支护具有非常重要的指导意义,在现场实测的基础上,运用统计、及实验室取样测试等研究方法,对恒源公司巷道变形破坏特征、原因进行研究,并找出影响动压巷道围岩稳定的因素。     

深部软岩巷道围岩支护技术研究

为有效解决深部软岩巷道围岩控制问题,针对信湖煤矿回风石门埋深大、应力高、围岩强度低的特点,在分析了信湖煤矿回风石门的围岩赋存条件、变形破坏特征以及原有支护方案已难以维持现掘巷道稳定的条件下,通过理论计算得到信湖煤矿回风石门围岩塑性区范围,从而提出了控制巷道围岩的基本理念：采用小承载体控制围岩破碎区的扩大,采用大承载体限制围岩塑性区的发展,2个承载结构共同维持巷道稳定,进而提出采用“混凝土喷射+注浆锚杆/锚索+普通锚杆/锚索”联合支护方案对新掘巷道进行支护,并结合FLAC^3D数值模拟及现场工业性试验对“混凝土喷射+注浆锚杆/锚索+普通锚杆/锚索”联合支护方案的合理性及可靠性进行验证。结果表明：信湖煤矿回风石门新掘巷道经“混凝土喷射+注浆锚杆/锚索+普通锚杆/锚索”联合支护方案支护后围岩表面变形趋于平稳,巷道顶板最大下沉量仅为36 mm,两帮移近量为67 mm,支护体与巷道围岩形成了稳定的复合承载结构,联合支护方案能够保持巷道的长期稳定,该联合支护方案可为其他类似深部软岩巷道支护提供一定参考。     

山西某矿深部软岩巷道变形破坏机理及控制技术研究

对山西某矿5203胶带顺槽变形大、支护困难等问题进行研究,导致巷道变形破坏的原因主要包括埋深大、软岩巷道、裂隙发育、采动影响和原支护强度不足等方面,提出"锚网索喷+煤柱帮表面喷浆"的联合优化支护方案.现场实测结果表明巷道围岩变形控制效果显著.     

深部软岩巷道围岩控制技术研究

松软围岩具有强度低、结构面发育、膨胀性和流变性严重的特点。通过研究及实践,采用"对症下药"原则、塑性圈原则、提高围岩自稳能力原则、联合支护原则、大断面及避开最大水平应力原则等方法,有效地解决了巷道在软岩中布置的支护问题,保证了矿井安全生产。     

主应力对深部软岩巷道围岩稳定性影响规律研究

以某矿为工程背景,根据深部软岩巷道可能存在的地应力场类型和巷道轴向角度α(轴向与最大水平主应力的夹角),设计出105组数值模拟方案,研究了深部软岩巷道围岩稳定性随轴向、径向侧压系数(λy,λx)及巷道轴向角度(α)变化的规律,研究了侧压系数因子Nλn和轴向角度因子Nα对巷道围岩稳定性的影响权重。研究结果表明：深部软岩巷道布置的合理轴向角度(α)并非只沿最大水平主应力方向布置时才最有利于巷道的稳定,而与巷道所处的具体地应力场有关;当巷道轴向与水平主应力方向不平行时,可将更靠近巷道轴向的水平主应力视为轴向应力,将另外一个水平主应力视为径向应力。     

软岩巷道围岩控制技术

为解决朱仙庄矿采用锚网喷+全封闭29U可缩支架支护巷道围岩变形量大、支护结构破坏严重的难题,提出了锚网喷+全封闭29U高强支架为核心的支护方案,并采用FLAC3D数值模拟软件对不同支护方式下的巷道围岩应力分布、位移和塑性区特征进行了对比分析。数值模拟结果显示锚网喷+全封闭29U高强支架支护巷道围岩应力集中区更靠近巷道中心,位移和塑性区范围均较小。工程实践表明,锚网初喷+全封闭29U高强支架支护巷道两帮收敛量和顶底板移近量的最大值分别为155 mm和270 mm,在矿压观测后期,巷道日变形量小于0.2 mm/d。     

软岩巷道支护阻力与围岩变形的关系

软岩巷道维护状况及围岩变形量与支护阻力的关系极大。实验与实践表明，支架的高阻和可缩是确保软岩巷道稳定性的关键；受力条件恶化重抑制着软岩巷道支架支撑能力的发挥；实施支架壁后充填使支架及早载和均匀受力，可大幅度高支架的工作阻力，有效地控制巷道围岩的强烈变形。     

深井软岩巷道顶板围岩稳定性控制技术

 软岩巷道围岩具有强度低、易扰动、可塑性与流变性较强等特点,因此对其支护技术要求较高,而深部矿井软岩巷道围岩控制更为复杂。本文以中平能化集团六矿丁5-6-22170工作面运输平巷为例,采用钻孔探视法对软岩巷道围岩破坏变形情况进行了分析,在此基础上提出了加强支护方案,并成功进行了应用,取得了较好的效果。文章具有一定的实用价值,可以为同类巷道支护提供借鉴。     

软岩顶板巷道围岩控制技术研究

以晋煤集团凤凰山矿15号煤软岩顶板巷道施工与支护为工程背景,采用理论分析、数值计算和工业试验相结合的方法,系统研究了该类巷道围岩变形破坏规律,提出了采用高强锚杆锚索支护的围岩控制方法,通过现场试验,该技术取得良好的应用效果。     

软岩巷道围岩变形及控制

赵固二矿Ⅰ盘区东回风大巷原采用锚网索梁+12#工字钢棚联合支护,变形严重。为此,选取合适的注浆材料壁后注浆并架设36U型钢棚支护,采用FLAC3D数值模拟软件分析了巷道围岩的应力分布和塑性区范围,结果显示水平应力和垂直应力峰值分别为33.0 MPa和32.6 MPa,顶底板最大变形量为162 mm,两帮最大移近量为186 mm,巷道围岩未出现明显的塑性变形,表明该方案能维护巷道稳定。     

深井软岩巷道围岩变形数值分析及控制研究

针对东二南采区轨道大巷变形大难支护问题,采用数值分析方法,分析得出了巷道应力变形规律。结果显示:巷道变形剧烈的临界深度为800 m,深部巷道剪应力在左、右肩达到8.7 MPa左右,在距巷道中心0～5.5 m内顶部垂直应力急剧增大,且在距巷道中心6～8 m内达到峰值,巷道顶板塑性区最大为2.6 m,左帮和右帮塑性区最大分别为5.2、5.4 m,底板塑性区最大值为6.1 m。此结果可为深井软岩巷道支护设计参数提供依据,工程实践证明,支护设计有效控制了巷道的强烈变形,取得较好的支护效果。     

深部挤压性软岩巷道围岩稳定性控制对策

淮南潘一东煤矿-848 m主胶带机大巷为典型的深部高地应力挤压性软岩巷道,现场调研、FLAC3D数值仿真计算、挤压变形等级评定均表明该巷道开挖后围岩产生了非常严重的挤压大变形,主要表现为变形量大、变形速率高、收敛速率小、变形时效特性显著,巷道稳定性控制非常困难。并分析了挤压变形的主要影响因素包括地应力、岩性、巷道群扰动、底板失稳等。针对主胶带机巷挤压大变形特征,基于深部岩巷围岩稳定性控制理论及"分步联合支护"理论制定了控制围岩挤压变形的支护方案,通过数值模拟和现场监测验证了该支护方案的效果,结果均表明采取该支护方案后围岩变形速率显著降低,并在较短时间内变形趋于收敛稳定,支护方案支护效果良好,能够有效的控制围岩挤压大变形。     

深部软岩巷道沉降变形规律分析

深部软岩巷道的应力状态变化极其复杂,巷道开挖后很难找到二次应力状态的分布规律,高应力软岩巷道经常出现严重的底鼓、冒顶和片帮现象,为了找到巷道底板围岩应力的变化规律。通过应用FLAC~(3D)数值模拟软件分析梁家煤矿煤2巷道底板底鼓量的变化规律,在煤2巷道开挖并进行支护后,监测巷道底板下1、2、3、4 m的底鼓量,应用最小二乘法原理进行曲线拟合,通过现场矿压监测结果表明,在煤2巷道地质条件下,拟合出的曲线符合实际巷道底板底鼓量的变化。     

重复采动影响下巷道围岩变形规律及其稳定控制技术

为解决米村煤矿-150m泵房受上覆两侧煤柱工作面重复采动影响而产生的支护困难问题,基于FLAC2D数值模拟和现场实测,分析巷道围岩变形规律,提出了锚索加厚增稳围岩控制技术,并进行了现场工业性试验。研究结果表明:在上覆两侧工作面重复采动影响下,底板巷道围岩应力场和位移场表现出明显的非对称性,顶底围岩移近量大于两帮,右帮大于左帮,且巷道两帮深部围岩位移对上覆两侧采空区整体位移场表现出一定的敏感性;采用锚索加厚增稳技术可以充分发挥深部围岩的承载能力,突出围岩-支护承载拱结构的"厚而稳"特性,能够有效控制重复采动影响下巷道的非对称变形。     

深部巷道围岩变形失稳机理及其控制

基于深部矿井准备巷道围岩变形破坏机理的研究和分析,根据王家寨煤矿三采区下山的地质条件,对其采用高强高预紧力锚杆和锚索组合整体支护及时支顶和护帮,使薄层状顶板转化为厚度大、刚度高的预应力夹持组合岩板,两帮应力峰值区随之向围岩深部转移,进而实现顶板与两帮的互保与共稳。     

七沟矿软岩巷道围岩稳定性控制技术研究

以七沟矿软岩巷道工程为背景,通过现场工程地质调查和试验研究,运用软岩工程力学原理,对软岩巷道围岩变形与破坏力学机理进行分析,并采用数值模拟方法,对巷道支护结构体系、支护工艺进行优化,最终确定了适用于该矿软岩巷道的支护形式,确保了巷道围岩的稳定性。     

深部软岩巷道围岩稳定性综合分析及支护实践

针对城郊煤矿深部巷道围岩变形破坏现象,分析了深部巷道围岩工程地质特征,得出巷道围岩处于极不稳定状态,显现出较明显的高应力软岩巷道的变形破坏特征;数值计算结果表明,巷道四周角部位置形成了4个高剪应力区,剪应力约为2.1 MPa;而巷道底板所受剪应力较小,为0.1 MPa,但受底板两侧高剪应力区的影响较大。选取锚杆预紧力与锚索预紧力协同作用的支护方式对深部巷道围岩进行支护设计,不仅能够有效控制围岩的变形,而且能够使巷道围岩快速达到稳定,实现控制围岩大变形的目的。现场应用监测验证了协同支护方式对巷道的变形起到较好的控制作用,体现出预应力锚杆(索)的主动支护作用。研究结果对城郊煤矿深部延伸巷道围岩支护方式的选择具有重要的参考价值。