高水平应力煤巷锚杆支护参数数值模拟研究

高水平应力条件下的煤层巷道支护设计与一般巷道不同.针对此问题,采用FLAC3D数值模拟软件,研究了锚杆直径、长度及间排距对两帮围岩的控制效果.结果表明,锚杆的直径对围岩的控制效果影响不大,锚杆越长对围岩控制效果越好;锚杆间排距越小对围岩的控制效果越好,但并不是简单的线性关系,存在一个最佳的范围.确定了最终的设计方案,并成功应用于桃园煤矿1001工作面回采巷道.     

高应力煤巷卸压技术的研究及应用

鹤煤二矿煤柱工作面煤巷掘进,高应力区巷道变形迅速而严重,支护维护困难,影响安全生产。通过对巷道压力成因的分析,采取针对性的卸压措施,取得了良好的支护效果。     

煤巷钻孔卸压机理的数值模拟与应用

随着我国煤矿开采深度的不断增加，软岩巷道的数量越来越多，围岩应力越来越大，传统的支护方法在深部软岩巷道中往往难以达到理想的支护效果。而采用卸压的方法不失为解决这一难题的一种优先选择。围岩卸压是采用人为的方法改变围岩中的应力分布，使支撑压力峰值向围岩深部转移，使巷道处于应力降低区，从而提高巷道围岩的稳定性。钻孔卸压是卸压技术的一种，可收到较好的卸压效果。就其机理和效果结合一个工程实例进行了数值模拟，并将模拟结果用于指导具体的施工，收到了较好的围岩控制效果。     

高应力下卸压巷道围岩破坏机理及卸压过程数值分析

对高地应力巷道开挖前后应力场状态变化进行了分析, 求出了弹塑性区交界处的应力分布状态, 发现开挖扰动引起的应力重分布是高地应力巷道破坏的主要原因。运用有限差分数值计算软件FLAC^3D分析了开挖顺序、巷道位置及巷道尺寸对卸压效果的影响, 通过模拟发现卸压效果主要与两巷道之间的距离及卸压巷道的尺寸有关, 且当卸压巷道直径为2~3 m, 两巷道距离5~12 m时, 巷道的卸压效果较好。     

不同尺寸卸压槽控制高应力巷道大变形模拟研究

针对高应力巷道变形量大、支护效果不明显的情况,分别采用相似模拟试验和数值模拟开挖卸压槽,得出卸压槽开挖前后巷道周边围岩的应力分布及巷道位移变化,分析了不同尺寸卸压槽的卸压效果。为合理开挖卸压槽、维护巷道的安全和稳定提供了借鉴。     

深井煤巷钻孔卸压技术的数值模拟与工业试验

结合工程实例，利用数值模拟方法研究了钻孔卸压的作用机理、巷道围岩动态损伤破坏发展和应力场重新分布的过程.模拟发现：合理布置的卸压孔可以导致巷帮围岩的结构性预裂破坏，从而使围岩高应力向深部转移；在卸压孔和锚网联合支护后改善了围岩附近的应力环境，改变了围岩破坏的时空次序，对控制围岩变形和破坏具有突出的优越性.     

钻孔卸压开采的数值模拟

应用在巷道两帮打钻孔的方法,对程潮铁矿东西区结合部高应力区进行卸压开采分析,根据卸压机理结合工程实例对其进行数值模拟,分析在打卸压孔前后东西区结合部的应力分布特征。模拟结果表明,钻孔卸压开采有效地利用了卸压孔对巷道周围岩体的切割,使巷道围岩的集中应力向卸压工程转移,同时利用卸压孔的空间收缩来释放周围岩体的压力,最后达到减少巷道围岩受力和变形的卸压效果。     

深部高应力区卸压开采研究

根据凡口铅锌矿深部矿床岩体物理力学性质及地应力场特性, 为岩爆的预防和控制设计了不同的卸压措施, 并应用三维弹塑性有限元程序对各种卸压措施引起的应力分布规律进行了数值模拟分析, 以期为凡口铅锌矿深部矿床开采和地压控制提供决策依据。     

三山岛金矿深井采矿卸压孔卸压数值模拟分析

三山岛金矿深井开采岩爆问题突出,为了保障作业面安全,提出了卸压孔卸压方案,建立了三维数学模型对卸压效果进行了分析,并通过三山岛金矿深部-780 m采场进行了实施。应力测试结果表明,卸压孔可以有效形成一定范围的降压区,降低了岩爆发生几率。     

煤巷支护参数数值模拟设计优化研究

以煤巷围岩破坏范围最小为目标函数,采用非线性有限元数值计算方法,对支护参数进行了优化研究.结果表明:锚杆长度在2.0～2.6 m之间比较合理,间排距不应大于1.0 m;锚索长度小于9 m较为合理,每排锚索不多于4根.优化方案在工程应用中取得了良好的效果.     

高应力巷道卸压与支护综合控制技术研究

以某矿采空区受侧向支承压力强烈影响的变形巷道为研究对象,采用理论分析和数值模拟的方法,对比分析了高强度顶板支护条件、高强度顶帮支护条件和底板切槽卸压条件下的巷道围岩稳定性,阐述了高应力巷道底板切槽卸压与高强度顶帮支护综合控制技术作用。     

高应力坚硬顶板煤巷分区围岩控制技术

针对坚硬顶板煤巷在高集中应力作用下的支护难题,采用现场调查、数值模拟和现场试验等综合方法,分析高应力坚硬顶板煤巷围岩变形规律,阐述了此类巷道"帮强鼓、顶略沉"的分区变形特征,提出了高强度分区围岩控制技术。     

深井煤巷卸压孔与锚网联合支护的模拟与实践

为了解决深井高应力煤巷支护成本与支护效果之间的矛盾,提出并研究了卸压孔与锚网联合支护技术．结合一个工程实例,采用数值方法模拟和分析了钻孔卸压的作用机理、巷道围岩动态损伤破坏发展以及围岩中应力场重新分布的过程．研究表明：合理布置的卸压孔可以引起巷帮围岩发生结构性预裂破坏,从而使围岩内高应力向深部转移;卸压孔和锚网联合支护改善了围岩中的应力环境,改变了围岩破坏的时空次序,对控制围岩变形和破坏具有突出的优越性．将模拟结果用于指导具体的施工,不仅控制了围岩的变形,而且降低了材料消耗,取得了较好的综合效益．     

高应力巷道迎头超前钻孔卸压模拟分析

针对潞新矿区脆性特厚煤层巷道的矿压显现及变形特征,提出进行迎头超前卸压。模拟分析了钻孔直径、钻孔长度、复合卸压、大直径螺旋钻等不同方式及参数的卸压效果,得出钻孔直径越大、长度越长,卸压效果越好,复合卸压以及螺旋钻孔卸压效果更好。试验表明,复合卸压下顶板离层减小约20%,但仍应加大钻孔直径或采用大直径螺旋钻。     

深部开采高地应力区钻孔卸压数值模拟及应用

为防治三山岛金矿深部开采高应力作用下诱发的岩爆灾害,设计卸压钻孔方案减小水平地应力对围岩的影响。运用FLAC3D建立深部高应力巷道钻孔卸压的数值模型,分析了巷道钻孔卸压过程中采场周围岩体的应力和弹性应变能的变化。结果显示:钻孔卸压后,巷道水平和垂直方向最大应力有效转移,使巷道顶板和两帮应力均有显著下降,巷道围岩整体变形量减小,对缓解岩爆等地压灾害具有明显效果。现场布设的围岩应力监测系统显示,随着卸压钻孔的推进,围岩应力明显减小,证实钻孔卸压方案达到了卸压效果,提高了围岩稳定性。     

深孔卸压爆破技术改善煤巷支护的试验研究

针对大采深高流变软岩巷道掘进难以支护的问题，应用深孔卸压爆破技术和深部围岩-浅部围岩-支架系统应力变形二次耦合支护技术，取得成功。对认识交形机理、完善围岩应力分析理论和指导生产实践具有一定的现实意义。     

松软破碎煤巷两帮深孔卸压注浆支护技术数值分析

以松散破碎煤层回采巷道为背景,借鉴岩土工程中的"土钉墙"地基支护机理,提出两帮深孔卸压注浆支护技术。理论分析表明:松软煤层巷道两帮极限平衡区范围较大,现有的锚杆锚索支护方式难以保证巷道的稳定。在煤巷两帮一定范围内注浆能够再造承载层,提高两帮煤体的强度。通过数值模拟对巷道围岩注浆前后的极限平衡区、位移量和应力分布进行对比分析表明,松软破碎煤体两帮深孔注浆可以再造承载层,有效地控制巷道变形,提高巷道的整体稳定性。     

深部高应力巷道支护设计与数值模拟研究

在理论分析和工程类比等的基础上对高应力巷道的支护方案进行了设计,利用FLAC3D数值软件对深部高应力巷道的开挖与支护的变形和破坏特点进行了模拟研究,得到了围岩的位移和塑性区分布等的情况,验证了锚喷支护方案的合理性和有效性。     

高应力岩层巷道钻孔爆破卸压技术

为了深入研究深部高应力岩层巷道围岩松动爆破卸压技术,针对高应力巷道围岩受采动影响的变形破坏特点,采用FLAC数值模拟软件对深部动压巷道围岩进行了松动爆破卸压模拟,结果表明在松动区域轴向平行于巷道顶板和帮部时,在距巷道顶板和帮部围岩5 m处进行爆破,可以在巷道周围形成一个松动区域,使巷道围岩浅部应力与深部集中高应力隔离开,达到巷道围岩集中应力向深部转移和改善巷道围岩受力状态的目的.通过工程实践,验证了模拟方案的合理性,并使爆破参数得到了优化.     

高应力复合顶大断面煤巷支护参数优化研究

为解决高应力复合顶板工作面巷道支护维护难的问题,通过现场调查,对已有巷道围岩破坏原因进行分析,得出原有巷道支护方式和参数不具有针对性。结合巷道断面和顶板岩性相变大的特征及巷道破坏特点,通过调整巷道两帮支护的锚杆间距,增加了支护密度,根据复合顶板岩性不同,将顶板支护分为4种方案,分别布置具有针对性的锚索补强支护,同时增大了锚索直径,强化了锚索支护作用。采用FLAC数值模拟软件对巷道在优化支护方案下的应力分布和变形特征进行模拟分析,巷道变形量减少,整体稳定,验证了支护优化方案的合理性。经工程实践和支护效果观测表明,巷道顶板下沉量最大为137 mm,两帮移近量最大为365 mm,顶板深部最大观测离层值为14 mm,保证了巷道稳定性,达到了预期目标。