应用声发射监测技术研究深部地下硐室围岩松动区

对类似汽油贮存室、压缩空气能量贮存室和高品位核废料贮藏库这类大型深部地下硐室稳定性进行监测，不论在其建筑过程中，还是在建设完成之后，都是极其重要的。硐室围岩松动区的性态对硐室的稳定性有很大的影响，因此研究由于开挖引起的围岩松动机理是非常重要的。作者运用声发射（ＡＥ）监测技术进行了室内和现场实验，对硐室围岩的破坏机理进行了研究，实验结果表明，参数ｍ（声发射事件振幅与频率之比）和声发射能量（声发射振幅     

深部高应力硐室围岩稳定性分析

针对深部高应力条件下硐室围岩变形严重、围岩稳定性差的问题,采用现场调查、试验研究和数值模拟等方法,分析了硐室围岩变形破坏特征和围岩变形机理,对硐室围岩矿物成分进行了分析,模拟了相邻硐室和巷道开挖对硐室围岩的扰动影响,对硐室围岩进行了松动圈窥视探测,确定了硐室支护方案。结果表明,新的支护方案提高了硐室的安全稳定性,硐室支护效果良好。     

多次采动影响下特大断面综合支护技术的研究

本文针对受采动影响及支护方式不合理造成硐室大面积跨落的工程状况，通过对硐室围岩破坏机理分析，根据围岩松动圈支护原理，选择合理的锚、网、喷联合支护形式和参数,成功控制了硐室围岩的位移和垮落，为特大断面综合支护技术的研究提供了一个成功的范例。     

最大地应力方向对硐室受力和破坏影响的模型试验研究

深部巷道围岩变形控制是深部岩土的重点课题之一,针对最大地应力方向对硐室受力和破坏形态的影响,采用深部巷道围岩破坏机理模拟试验系统进行模型试验研究。模型试验硐室采用直墙拱顶形硐室,利用应变片记录硐室围岩应变值,分别进行了最大荷载与硐室轴线成90°、60°、0°(平行)的3组试验。模型试验的研究表明:最大荷载与硐室轴线呈60°和90°时,仅硐室侧墙部位发生破裂,拱顶和底板下部产生的径向应变为受压状态,对硐室的破坏形态影响不明显;0°(平行)时,硐室拱顶、底板及侧墙部位均发生破裂,拱顶和底板下部产生的径向应变为受拉状态,对硐室的破坏形态影响较显著;深部巷道围岩破坏机理模拟试验能够较好的模拟深部巷道围岩破坏机制。     

应用围岩松动圈理论支护特大断面硐室

本文介绍了硐室开掘后的围岩变形机理，并对围岩松动圈进行了分类。通过计算，确定了合理的支护参数，介绍了硐室施工工艺。     

多次采动影响下特大断面综合支护技术的研究

本文针对受采动影响及支护方式不合理造成硐室大面积跨落的工程状况 ,通过对硐室围岩破坏机理分析 ,根据围岩松动圈支护原理 ,选择合理的锚、网、喷联合支护形式和参数 ,成功控制了硐室围岩的位移和垮落 ,为特大断面综合支护技术的研究提供了一个成功的范例     

复杂岩层大断面硐室群围岩破坏机理及控制

针对复杂岩层巷道交叉点高应力集中区四周硐室群开挖围岩稳定性控制和支护技术等难题,通过对现场取样测试硐室群围岩物理力学参数、黏土矿物成分和松动圈大小,分析了赵庄煤矿三盘区带式输送机头硐室群及周边巷道围岩变形破坏特征和机理,表明硐室帮部煤柱和底板围岩是加固支护重点。利用FLAC3D数值模拟软件分析了硐室群开挖对硐室群及周边巷道围岩应力分布和塑性区分布范围的影响。基于理论分析和数值模拟提出了硐室及周边20 m范围内巷道围岩"强柱固底"的加固支护方案。现场工业试验表明,加固支护后,硐室群及周边巷道围岩变形得到了有效控制,围岩内部裂隙基本被浆液填充,60 d内围岩顶底板和两帮最大移近量分别为30 mm和50 mm,达到了理想的加固支护效果。     

大断面注浆硐室围岩稳定性分析及控制技术

为解决大断面注浆硐室围岩稳定性控制难题,采用FLAC3D软件对硐室围岩变形破坏特征进行了模拟分析。数值模拟结果表明硐室围岩变形控制的关键部位为硐室顶底板的边角部位和硐壁中部。硐室开挖采用"溜井出渣、分层开挖、及时支护"的思路,尽量减小开挖扰动对围岩的破坏。硐顶与硐壁支护方法为"锚网索喷"联合支护,临时"初喷"支护及时封闭围岩,二次"锚网索喷"支护充分调动了围岩的自承载能力。硐底部分采用锚索和钢筋混凝土衬砌支护,避免硐底边角部位产生剪切破坏。监测结果表明支护结构能够较好地满足了硐室长期稳定性和防渗要求。     

大断面软岩硐室稳定性控制技术

为解决大断面软岩巷道控制难度大的问题,基于弹塑性理论,分析了硐室断面尺寸和支护阻力对大断面软岩硐室围岩变形破坏的影响特征。以新上海一号煤矿主井箕斗装载硐室为工程背景,在岩石抗压强度、围岩松动圈厚度和围岩强度测试的基础上,采用FLAC3D有限差分软件对3种不同支护方式下硐室围岩的变形破坏规律和塑性区发育情况进行模拟计算和分析。结果表明:与传统的锚杆索支护相比,锚索+格栅钢筋混凝土联合支护结构具有更好的整体性能,支护后的硐室围岩塑性区和表面变形明显减小。现场工业性试验表明:中室围岩最大内挤变形量仅为5.5 cm,且支护稳定后,围岩应力较小,硐室围岩稳定性得到充分保证。     

绞车硐室围岩破坏机理分析及注浆加固技术

为解决杨庄矿Ⅲ1采区绞车硐室两帮移近量大、顶板喷层脱落及严重底鼓等围岩破坏问题,在对围岩矿物成分进行试验分析基础上,采用现场测试和理论分析等方法对绞车硐室围岩破坏机理进行了研究。研究结果表明:巷道支护结构与支护参数的不合理和围岩含大量黏土矿物成分,是造成开挖已久的绞车硐室围岩破坏的2大主要原因。根据围岩破坏机理,通过理论计算和类比分析,提出了锚网喷结合注浆的二次加固方案,现场应用表明,采用该方案后,顶底板移近量和两帮移近量最大值分别为40、55 mm,绞车硐室趋于稳定。     

应用围岩松动圈理论支护特大断面硐室

本文介绍了硐室开掘后的围岩变形机理 ,并对围岩松动圈进行了分类。通过计算 ,确定了合理的支护参数 ,介绍了硐室施工工艺。     

深部大断面硐室动静载作用下锚固承载结构稳定机理研究

针对动载扰动条件下深部大断面硐室围岩锚固支护结构稳定性差、支护设计不合理等问题,以新巨龙煤矿井下煤矸分离大断面硐室为例,采用现场调研、理论分析和室内试验等手段,研究在深部冲击应力与高围岩应力叠加构成的复杂应力环境下大断面硐室围岩锚固支护结构损伤演化特征,构建动静载荷作用下深部大断面硐室围岩锚固承载结构损伤演化模型,获得深部大断面硐室围岩锚固支护结构破坏机理并对深部大断面硐室的围岩锚固支护设计提出合理建议。结果表明:1)深部冲击应力与高围岩应力叠加是大断面硐室围岩变形破坏的主要原因,在受到强动载冲击时,深部大断面硐室顶板、两帮锚杆(索)受损严重,很容易造成顶板大面积垮塌及帮部煤体突出;2)通过室内SHPB动态冲击试验获得了动静载组合作用下,加锚试件的强度和峰后回弹斜率均随着动态应变率的增大而升高,加锚试件对动载冲击能量的耗散能占比与动态应变率呈现出正相关的特性,锚固界面(锚固剂/锚杆、锚固剂/岩体)的黏结程度在锚固体对应力波能量耗散过程中起到了关键作用;3)深部大断面硐室锚固承载结构的失稳破坏是由于动载作用下硐室围岩、锚固剂和锚杆三者之间不协同变形造成的剪切滑移及锚固体受动载压缩变形导致的。提高硐室围岩、锚固剂和锚杆的抗滑移特性,增加锚固密度提高抗压缩变形能力可有效降低动载应力波对深部大断面硐室围岩支护结构的影响。研究成果对井下永久硐室及巷道的加固工程具有一定的理论指导和借鉴意义。     

深井煤矿TBM组装硐室变形破坏机理及控制对策北大核心

为研究深井煤矿TBM组装硐室围岩破坏机理和优化其支护方案,以张集煤矿TBM组装硐室施工为工程背景,建立块体离散单元法数值模型,开展数值模拟,分析TBM组装硐室围岩变形破坏机理;基于现场监测数据与数值模拟结果,揭示TBM组装硐室变形破坏机理,采用了以全锚索支护和硬化底板为主的组装硐室修护与支护优化方案。结果表明:选用的组装硐室支护优化方案有效控制了围岩破坏和变形,且施工工艺简单,对TBM组装、始发工作影响较小。     

格栅钢架、锚网索联合支护在大断面硐室中的应用

对硐室过去支护方式及破坏机理进行综合分析,获得围岩变形破坏的机理。现采用格栅钢架配合高强度、高预紧力锚网索联合支护对变形破坏硐室进行修复,并合理设计支护参数,改进后的施工设计方案有效地控制了硐室围岩的变形破坏。     

井底大断面关键永久硐室围岩变形机理及其控制技术

为解决井底大断面换装硐室一次支护围岩大变形问题,基于成庄煤矿大断面硐室围岩地质力学条件和变形特征,采用理论分析、数值模拟和现场试验的方法从大断面硐室围岩应力分布特点和支护承载结构稳定性两方面分析了大断面硐室围岩变形破坏的原因,并针对硐室围岩变形破坏的特征及其控制要求,研究提出在注浆原位加固提高原有锚网支护与围岩共同形成的支护承载结构完整性和强度的基础上,进一步采用全长预应力锚固强力锚索增强支护承载结构的稳定性的技术方案,对成庄矿井底大断面关键永久硐室进行二次加固。试验结果表明,巷道围岩变形量为8mm,底鼓为13mm,有效控制了硐室围岩的大变形。     

深部破碎围岩注浆加固技术及其应用

文中针对胡底矿盘区水泵房围岩控制难题,分析了水泵房硐室围岩变形破坏特征及机理,提出了注浆和注浆锚索联合加固方案。现场应用表明:加固后的硐室围岩稳定性得到了有效控制,破碎区被浆液密实充填,满足硐室的正常使用要求。     

脆性孔洞煤样承载过程破坏模式及能量阶段蓄积释放规律分析

能量蓄积和释放是煤岩变形破坏的本质属性,含孔煤岩破坏模式及能量蓄积释放规律的认识对裂纹发育演化、巷道硐室围岩稳定性以及动力学灾害防控至关重要.为了得到脆性孔洞煤样承载过程破坏模式及能量阶段蓄积释放规律,通过开展单轴压缩试验,运用高速摄像机和声发射监测系统分别对承载煤样的破坏过程及内部损伤演化信息进行监测,并对煤样力学特...     

灵湖金矿巷道围岩变形破坏及锚杆支护数值模拟分析

通过现场地质调查和监测,确立灵湖金矿330工程450巷道围岩体地质模型,查明硐室在受低地应力状态下的围岩等级,巷道围岩变形破坏程度及松动圈范围。针对硐顶掉(落)石块典型破坏类型,采用离散元UDEC软件进行数值模拟分析,反演硐室开挖后应力重分布,顶板产生拉应力区,导致围岩体发生变形破坏的过程和力学机制,并采取预应力锚杆支护措施稳固失稳岩体。     

复杂条件下大断面硐室围岩稳定性控制研究

针对陈四楼煤矿九采区复杂地质条件下大断面硐室围岩经常大面积严重破坏且围岩稳定性控制难度不断增大的问题,采用现场调查、试验研究和数值模拟的方法,分析了硐室围岩变形破坏特征,提出了锚杆锚索协同支护控制技术。采用数值模拟软件FLAC^3D对锚杆锚索支护后硐室围岩的水平应力场、垂直应力场及破坏场分布进行模拟,结果表明:硐室围岩支护效果良好,硐室能保持长期稳定。对类似条件下大断面硐室支护具有一定的指导意义。     

构造复杂区硐室群围岩失稳机理及控制技术研究

为了得出构造复杂区硐室群围岩稳定性特征及控制对策,本文以裴沟煤矿42采区泵房硐室群为研究对象,利用地质雷达与钻孔窥视仪探测硐室群围岩松动圈发育情况,运用数值模拟软件FLAC分析了水平构造应力对巷道围岩塑性区分布的影响,以及硐室群结构特点对其自身围岩稳定性影响。在此基础上,针对42采区硐室群围岩岩性特点,提出棚索协同支护与锚网索控底技术,现场工业性试验结果表明,在采用合理支护方案后硐室群维护效果理想。