节理化岩体强度分析与应用

针对露天矿边坡岩体节理化强度的分析与确定,通过实例论述了Hoek—Brown经验破坏准则在节理化岩体强度评价中的应用,详细阐明了Hoek—Brown经验破坏准则在工程实践应用过程中的步骤与使用方法。     

白象山铁矿岩体质量等级和力学参数的确定

矿山的岩体稳定性是保证矿体安全开采的前提,由于白象山矿体地质条件复杂,决定要对矿床围岩进行质量评价。主要通过RMR分级法对西部厚大矿体进行岩体质量等级的确定,在其基础上,运用Hoek-Borwn强度准则对岩体的岩石力学参数进行折减,到岩体力学参数,从而为白象山西部厚大矿体的开采和数值模拟提供了重要的基础资料和依据。     

基于围岩等级的巷道锚网支护效果评价研究

矿山巷道支护对于岩巷稳定性具有积极作用，针对巷道支护设计过于保守或考虑成本造成支护欠缺的普遍现象，提出了一种将围岩分级法等效内插至地质强度指标GSI中，利用Hoek-Brown强度准则和现场地质调查资料确定围岩力学参数的方法，根据现场施工方式模拟锚网支护结构，量化巷道锚网支护结构的安全性，建立了对应的支护效果评价经验公式，得到支护安全评价定量指标，结合现场监测数据检验了此方法的可行性。研究表明：巷道断面各点空间位移均随围岩质量弱化而增长，锚网支护体系在围岩等级4级左右已局部开始失效破坏；通过材料抗剪强度确定锚杆安全系数可有效快速评价支护效果及结构安全程度，从而实现按需支护设计。研究成果可为不同围岩等级的巷道锚网支护效果评价提供一种简便、有效的方法，可为现场巷道施工与设计提供参考。     

某地下矿山岩巷喷锚支护数值模拟研究

根据有限元法的基本原理,运用数值分析软件Ansys,对某煤矿深部主井巷道的喷锚支护进行数值模拟与分析,讨论了支护结构受力情况及其支护作用,分析了支护后围岩的应力与位移分布规律,并与现场观测结果相互验证,证明了模型的合理性,为以后的支护设计提供了参考。     

软弱破碎岩巷支护参数的选择及其效果分析

针对同煤集团王坪煤业404盘区8403工作面巷道掘进围岩变形严重问题,通过数值模拟软件确定了巷道原岩应力分布状况和塑性区范围,结合破碎围岩经验设计公式,确定了新的支护参数,又对新的支护方案进行了数值模拟分析以及井下现场性矿压观测,结果表明:针对围岩应力区的分布,合理选择支护参数有效改善了围岩应力分布状况,减小了巷道变形位移,保证巷道长期处于稳定。     

白牛厂矿节理化岩体力学参数与采场安全跨度评价

白牛厂矿岩体节理发育、质量差,直接影响采场的稳定性。为了较真实地获得矿区岩体的力学参数,并准确评价采场安全跨度,先对扩展后的Hoek-Brown准则进行了部分修正。然后引入岩体节理间距Js,对传统的GSI确定方法进行了改进,以使节理化岩体结构的描述定量化;再结合Hoek-Brown准则的经典公式,对各种岩体力学参数进行处理。最后,推导了地质强度指标GSI与RMR、Q之间的数学关系,利用Barton提出的工程跨度经验公式,对矿区6种主要岩体采场安全跨度进行了评价,得出了井下无支护采场安全跨度应不大于10m的结论。所用的方法为节理化岩体力学参数的估计提供了一种简单、易行的途径,对采场安全跨度的评价也与生产实际相符,适合在同类矿山中应用。     

散体矸石力学参数标定与矸石山边坡稳定性分析

以李家壕煤矿矸石山为例,对矸石山边坡稳定性问题进行了较为全面的研究。对于散体矸石无法直接制作成样测试力学强度参数的问题,借助模拟软件PFC3D对散体矸石的力学参数进行了反演,通过侧限压缩试验和三轴压缩模拟试验测得了散体矸石的抗剪强度参数;利用试验所得抗剪强度参数,用FLAC3D数值分析软件对李家壕煤矿矸石山边坡进行了整体的剪切塑性区分析,得出潜在剪切破坏区域对工业广场安全性基本无威胁;二维稳定性分析得到的安全系数在1.2左右,该计算结果表明该矸石山边坡整体暂时处于较为稳定的状态,根据位移云图确定防护区域应该集中在上部2个台阶位置,能够有效避免局部失稳。同时为了保证长期的稳定性,结合矸石山的特点,提出了相应有效的治理措施。     

节理边坡岩体参数获取与PFC2D应用研究

边坡稳定是决定露天矿山安全生产的前提,应用颗粒流方法研究边坡稳定性的首要任务是获得合理的边坡岩体强度参数。研究了应用于颗粒流的节理边坡岩体强度参数获取方法,应用点荷载仪及ShapeMetriX3D岩体数字测量技术进行边坡岩体调查,由修正Hoek-Brown准则得到岩体强度参数,最后通过宏细观参数标定确定相应的颗粒流细观参数。结合河北钢铁矿业公司黑山露天铁矿工程实例,建立边坡颗粒流模型,研究了挂帮矿回采中岩体的变形、失稳、破坏的整个过程,并与现场勘测结果和相似试验结果对比,得到的岩体破坏模式相似。     

软岩巷道修复支护技术研究与应用

针对211运输石门破碎软岩巷道变形量大、断面收缩周期短、支护困难的问题,通过分析巷道受力情况,找出现有支护的薄弱环节,提出采用全断面锚杆加注浆支护方案进行修复。现场观测表明,巷道顶板、底板、两帮的变形量都得到了有效控制。     

巷道围岩喷射混凝土动态力学性能及损伤机理

为了揭示巷道围岩混凝土喷层在冲击载荷下的动态力学特性,采用SHPB技术对素混凝土和碳纤维布约束混凝土在冲击荷载作用下的动态力学性能进行研究。研究结果表明:碳纤维布加固的混凝土有明显的应变率效应,其增强效应明显强于素混凝土;碳纤维混凝土的破坏应力为素混凝土的1.27倍,破坏应变为素混凝土的2.4倍,其抵抗强度和延伸均显著提高;与素混凝土相比,碳纤维布可以延缓混凝土的损伤演化速率。     

软岩巷道新型网壳锚喷支护与监测分析

分析了新型网壳锚喷支护结构中各部分的作用、支护条件下弹塑性和网壳锚喷支护结构在实际矿区监测数据,该新型网壳锚喷支护结构施工较为简单,既可以承受较大围岩压力,又能够使用较少材料使混凝土层让压,对于软岩高应力巷道支护具有推广意义。     

锚网喷注耦合支护在深部软岩巷道的应用

深部软岩巷道一直是巷道支护的难点。目前,由于软岩巷道不能为锚杆提供可靠的着力基础,因此软岩巷道的可锚性差。锚杆和注浆都是巷道等岩土工程支护的基本形式。利用锚杆兼做注浆管,在一次锚网喷支护的基础上,实现"锚注一体化"是解决这一难题的一条新途径。     

锚喷支护软岩大巷混凝土喷层受力监测与分析

针对塔然高勒煤矿总回风大巷软弱、淋水、难维护的困难条件,设计了高预应力强力锚喷支护方案,并采用振弦式混凝土应力计对该方案实施于井下后混凝土喷层的受力状态进行了监测.监测结果表明,喷层内部在轴向、径向和切向会产生应力,外部与围岩表面及先喷混凝土层接触会产生接触压力;3个方向的内应力在时间上呈现波动变化并趋向稳定的特点,在空间上呈现拱顶→拱腰→墙腰逐渐增大、墙脚有所降低,左右对称,分布均匀的特点,在大小上以切向应力最大、径向和轴向应力次之,平均应力值分别为0.517,0.043,-0.059 MPa,在性质上轴向应力以受拉为主、径向和切向应力以受压为主;外部接触压力均为压应力,随时间存在一个先逐步增大后保持稳定的发展过程,空间上沿着巷道断面周边从上往下逐渐增大且左右不对称,在大小上喷层与喷层的接触压力比喷层与围岩的接触压力要小,两者平均值分别为0.266,0.648 MPa.巷道掘进期间,喷层受力小于其极限承载能力,混凝土变形有限,说明高预应力强力锚喷支护技术满足塔然高勒煤矿总回风大巷围岩控制要求.     

锚注、网喷一体化联合支护技术的修复应用

通过对平煤十三矿己二轨道上山围岩的分析研究,利用拱型支架、锚索、网喷联合支护技术,对己二轨道上山巷道进行了成功的修复,应用效果良好。     

提高软岩巷道锚网支护质量的措施

对影响锚喷网联合支护质量提高的难点及薄弱环节进行了探讨,阐述了在软岩条件下提高锚喷网联合支护的措施和建议.     

深部破碎软岩巷道锚网支护参数优化分析

以某矿深部破碎软岩巷道为研究对象,依据巷道实际地质采矿条件和失稳破坏原因,确定锚杆长度和间排距为影响锚网支护效果的敏感因素,采用正交对比数值模拟试验方法,分析不同锚杆长度和间排距在围岩内形成的压应力分布特征,优化深部软岩巷道锚网支护参数。现场试验表明:优化后锚网支护围岩控制效果明显。     

孟加拉国巴拉普库利亚煤矿岩巷锚喷支护设计

介绍了国内外锚喷支护设计方法.根据国内锚喷支护经验,结合孟加拉国巴拉普库利亚煤矿井下岩性及水文地质条件,对该矿岩巷各种类型锚杆支护进行了技术经济分析,进而选取了技术上可行、经济上合理的锚杆形式和锚喷支护参数.实践表明,设计所选取的岩巷锚杆支护形式及锚喷支护参数是合理的,完全符合现场情况.     

粉煤灰作为巷道支护喷射混凝土的应用

湿排粉煤灰露天堆放,一方面粉尘飞扬影响周边环境;另一方面污染水质,占用土地。因此,研究利用粉煤灰,变废为宝,其经济和社会效益较为显著。