清水矿深部软岩巷道破坏机理及恒阻大变形控制对策

随着开采深度的增大,深部巷道在复杂高应力场的作用下,表现出严重底鼓和顶板下沉等软岩大变形破坏现象,沈北矿区清水矿深部软岩巷道变形破坏尤其严重。本文通过对地层岩性和地应力场分布规律等的研究,得出了传统支护条件下深部软岩巷道产生大变形破坏的原因和机理,提出了通过恒阻伸长吸收变形能、控制围岩变形为核心,以恒阻大变形锚杆耦合支护为主体的深部软岩控制对策,现场应用效果良好,为深部软岩大变形巷道支护提供了新的方法。     

深部软岩及围岩力学特性分析

深部巷道支护技术成为目前制约煤矿深部开采的重要因素之一,进行众多复杂的措施来多次维护深部巷道围岩虽已取得一定效果,但有效控制深部破碎、软弱围岩大变形仍非常困难。软岩巷道具有高地压、难支护和持续变形的特点,所以,通过相似模拟实验对复杂环境高应力软岩巷道围岩力学性质进行研究,分析深部软岩的力学特性及变性机制。这对于深部软岩开挖巷道的支护具有指导意义。     

兴安矿深部软岩巷道大变形控制对策

为了更好地控制深部软岩巷道围岩大变形破坏问题,通过现场调查和理论分析,得出了兴安矿深部软岩巷道围岩大变形破坏的主要影响因素包括工程地质条件差、地应力水平高、水解作用和原支护不合理.基于这些影响因素,建立了包括围岩结构优化技术、耦合支护技术、底板控制技术、冒落控制技术为核心的深部工程稳定性一体化耦合控制技术.工程实践表明,在深部复杂的软岩巷道支护中,采用一体化耦合控制技术,能有效控制深部软岩巷道大变形破坏.     

基于FLAC~(3D)的深部软岩巷道加强支护研究

为了对深部软岩巷道进行有效的加强支护,以淮南某矿2S101工作面的巷道为研究背景,理论分析了围岩破坏特征并提出了加强支护方案,利用FLAC3D模拟了加强支护后巷道围岩变形特征,对比加强支护前,巷道的顶底板及两帮的移近量均有显著减少,表明加强支护方案取得了良好的效果。在地下深部软岩巷道中,采取全面加强支护,可使巷道有效的维持稳定。     

中空注浆锚索在深部软岩掘进支护中的应用

针对深部软岩掘进支护随地应力加强难度加大的实际问题,富力煤矿采取"锚网喷+中空注浆锚索联合支护"解决深部软岩掘进巷道缩帮、缩顶,蠕动变形难题,取得了良好的支护效果和企业效益。     

张集煤矿-1260 m深部软岩联合支护技术实践与应用

针对张集煤矿深部支护存在的主要问题,在分析深部围岩变形机理的基础上,提出了多种深部软岩支护控制方案,通过实践,对方案进行优化,有效控制了巷道的变形量,取得较为理想的支护效果,探索出了适合该矿深部软岩支护的有效途径.     

深部开采软岩巷道耦合支护数值模拟研究

煤矿软岩巷道工程支护,尤其是深部高应力软岩巷道支护,一直是矿业工程难点问题之一。为了解决深部煤矿软岩巷道易变形,支护难度大等问题,通过对深部煤矿开采软岩巷道的变形破坏机理的研究结合现场施工情况,借助数值模拟软件FLAC~(3D)模拟巷道无支护以及锚杆锚索锚网砌碹联合支护巷道变形破坏情况,得出在锚杆锚索锚网砌碹联合支护的作用下巷道顶底板以及两帮的变形量明显变小,可以很好地控制软岩巷道的变形。结果表明:锚杆锚索锚网砌碹联合支护对于解决煤矿软岩巷道支护具有良好的效果。     

深部软岩巷道底臌蠕变控制数值模拟研究

深部软岩巷道底板具有强流变特征,引起深部软岩巷道底臌变形破坏的原因是多方面的.本文借助FLAC软件建立不同支护方案的计算模型,对深部软岩巷道底臌蠕变特征进行数值模拟研究,结果表明,全断面锚注支护在降低围岩快速蠕变的时间和速度,控制巷道变形、减小围岩塑性区范围等方面具有最佳的效果.     

刘庄煤矿深部软岩巷道支护技术研究

针对国投新集刘庄煤矿西区巷道埋深大、变形大和反复破坏等特点,在总结深部软岩巷道变形特点的基础上,深入探讨了深部软岩巷道的变形机理,提出了6大支护对策,并将研究成果应用到刘庄煤矿西区制冷硐室支护设计中。应用有限元数值方法,分析了巷道和支护结构的变形和受力特性,验证了文中提出的支护方法的可行性。     

深部软岩巷道失稳机理的DDA数值模拟研究

针对某矿地质和技术条件,采用非连续体力学计算程序模拟了深井软岩巷道失稳变形机理。模拟表明：深部巷道围岩的软岩特性十分明显,变形首先从关键部位开始,进而导致整个支护系统的失稳;深部地应力大而且应力场分布复杂是影响巷道稳定性的最重要因素;变形破坏后的巷道围岩在块体尺寸、破裂面粘结力和抗拉强度等力学特性方面均有显著恶化,加剧了巷道后期的变形破坏;支护时机不恰当、支护形式及参数不合理等是导致复杂条件软岩巷道失稳的关键原因。     

千米深井软岩巷道挤压变形力学特性及控制研究

 为了研究千米深井软岩巷道挤压变形力学特性及控制对策,以淮南朱集煤矿-906m东翼轨道大巷为依托工程开展研究,该巷道为典型的千米深部高地应力软岩巷道,开挖后围岩产生强烈的挤压变形。通过现场地应力测试获取地应力值和室内岩石力学试验获取围岩力学参数,根据Hoek挤压变形等级曲线判断出该巷道变形为非常严重的挤压变形;通过Phase2有限元数值仿真软件分析了该巷道的围岩稳定性,计算结果表明巷道开挖后围岩变形破坏严重,拱顶位移和底臌量大,与现场情况吻合。基于深部岩石巷道围岩稳定性控制理论和“分步联合支护”理念,针对该巷道的挤压变形特点制定了相应的支护方案,其主导思想是增强围岩自身强度和支护结构的抗变形能力,尤其重视底板支护。通过有限元数值软件计算分析和现场监测验证、评价了该支护体系的强度,结果表明所提出的支护方案取得了良好的效果,能够有效的控制围岩挤压变形。     

软碎回采巷道围岩承载体系及控制技术探讨

针对软弱破碎围岩巷道支护困难的问题,以经坊矿3-边角071顺槽掘进为工程背景,通过分析软弱破碎围岩变形特征和巷道围岩承载体系,得出软弱破碎围岩变形特征主要是由弹性变形、碎胀变形、塑性变形等五种变形组合形成;围岩的自承体系由巷道内支护、浅层围岩及深部围岩耦合形成。针对断层构造叠加影响的巷道变形,提出采用π形梁配合单体液压支柱加固,并补打点柱进行补强支护来保证巷道断面的稳定性。     

深部软岩巷道围岩变形特征及数值模拟分析

针对深部煤矿开采条件下软岩巷道围岩出现持续流变时间长、变形大、地压高、巷道难以维护等特点,首先分析了深部软岩巷道变形特征,采用FLAC^3D数值模拟软件,分析了不同埋深条件下巷道围岩垂直应力分布、水平应力分布以及巷道围岩塑性区扩展规律。研究得出,深部软岩巷道的围岩岩块呈松散破碎形态,相互翻转和滑移,岩体的模量和强度低;随着巷道埋深的逐渐增加,巷道围岩应力集中系数逐渐减小,巷道垂直、水平应力峰值逐渐变大,塑性破坏范围扩展速率逐渐增加。研究为深部软岩巷道支护提供理论基础。     

深井复杂软岩联合支护技术实践

潘一矿东区井底车场岩性以软岩为主,且受F32大断层影响,巷道变形失稳现象严重。通过对已施工的软岩巷道变形特征进行分析,提出了预留变形量的锚网索喷+套36U型钢棚+喷注浆的联合支护设计。实践表明,该支护设计能有效控制软岩巷道变形,为解决复杂条件软岩巷道支护问题提供了参考。     

深部倾斜岩层巷道变形分析与控制

针对深部倾斜岩层巷道围岩大变形控制的难题,以九龙矿北翼二水平轨道大巷为工程背景,通过现场调研、数值模拟分析深部倾斜岩层巷道围岩变形破坏的特征和原因。研究结果表明:倾斜岩层剪切滑移破坏和弯曲变形、围岩松软破碎、底鼓严重、支护结构针对性差是导致巷道变形失稳的主要原因;随着岩层倾角的增加,深部巷道围岩的破坏模式由倾斜岩层层间滑移破坏和靠近巷道拱肩部位的岩体分离、弯曲变形共同作用,逐渐向岩层层间滑移破坏转变;基于以上研究,提出了采用高强度锚杆和高预应力锚索,在巷道变形关键部位加强支护,控制底鼓和架设U型钢,全断面喷射混凝土和注浆的支护技术,强化围岩的整体强度和承载能力。工程实践表明,巷道围岩变形控制效果显著。     

深部断层影响下软岩巷道变形特征与支护技术

以林南仓煤矿三水平东一输送带通路探巷为工程背景,采用现场监测方法探测了巷道围岩变形破坏特征,详细分析了距离掘进迎头不同位置处围岩变形破坏规律,通过深部位移监测得出巷道围岩松动圈范围,并采用了架喷锚注支护技术改善该类巷道变形破坏严重的状况。现场试验表明:采用U形钢配合注浆及表面喷浆的支护方式,能够有效地控制深部断层影响下软岩巷道的变形破坏,取得了较为理想的工程效果。     

新奥法在矿山软岩平硐掘进中的实践应用

深部巷道围岩的合理支护是现代矿山深部开采时亟需解决的关键性技术。大水沟矿区2815中段开拓巷道,由于埋藏深而地压大,围岩稳定性差。经过机械开挖扰动,巷道围岩应力重新分布,冒顶现象严重。为了控制地压对巷道围岩的影响,确保巷道掘进工作安全进行,矿区通过现场分析研究后采用新奥法,最终顺利通过这一软岩破碎区。对新奥法的基本原理和实际应用进行研究的结果表明,软弱破碎岩体中的巷道掘进,使用新奥法成本低、效率高;随着围岩变形量增加,塑性能释放量增大,支护厚度增加;此后随着蠕变时间增长,巷道围岩变形量不再变化。准确把握围岩变形特性,合理确定支护参数和支护时间,能经济有效地保证巷道围岩的稳定性,具有非常重要的工程价值。     

深井大断面软岩巷道围岩破坏机理与支护研究

根据滕东煤矿深部开采的地质条件,针对深部大断面巷道围岩变形破坏特征,通过现场观测和理论分析,深入研究了软岩巷道变形破坏机理;高地应力、低强度岩体、复杂的地质构造、支护体力学特性与围岩力学特性不耦合,支护时机不合理,是造成巷道持续性大变形与失稳的主要原因。为此,提出了深部软岩巷道支护原则和超前卸压与支护+锚网喷+高强鸟巢锚索+注浆加固联合支护方案。现场巷道位移监测结果表明,该方案可有效控制深部大断面巷道大变形。     

深部软岩巷道围岩变形特征及全锚索支护机理

针对新元煤矿9102原回风巷的围岩大变形及支护构件变形失效等问题,分析了复杂高水平应力和垂直应力场作用下原回风巷顶板围岩的裂隙发育状况及围岩变形破坏特征,结合现场实际决定在原回风巷20 m处重新开掘一条回风巷。采用数值模拟分析了新掘回风巷的围岩应力环境,结合原有支护及现场实践提出了全锚索支护技术,并阐明其支护机理。现场监测表明,新掘回风巷采用全锚索支护技术后,巷道围岩变形明显减少,且支护构件无变形失效,实现了对深部软岩巷道的围岩控制。     

松软煤层巷道围岩变形特征及控制技术

针对松软煤层巷道围岩变形量大、支护结构破坏严重的难题,以华盖山104工作面运输巷为工程背景,在分析巷道围岩变形特征的基础上,采用数值模拟方法,研究了锚网索喷支护巷道围岩位移、应力和塑性区分布特征。研究结果表明,煤层强度低、胶结性差以及支护方式不合理是造成围岩严重变形的主要原因;锚网索喷支护巷道围岩塑性区范围较小,应力集中区位于深部,到巷道中心的距离超过6 m,并取得了较好的工程应用效果。