软岩巷道蠕变与湿度应力场耦合研究

通过对龙口北皂矿H2101海域工作面矿区煤层底板矿物成分分析、岩样的膨胀性试验以及对巷道底板含水状态和围岩蠕变的实测,得到有关软岩巷道的围岩岩性参数和实际蠕变规律。运用湿度应力场理论的数学模型方法对软岩巷道的遇水软化和膨胀特性进行了分析,根据湿度应力场理论推导出膨胀软岩本构方程,在实际软岩巷道围岩稳定性控制中得到了应用。     

湿度应力场理论在软岩巷道围岩稳定性控制中的应用

通过对徐州东部软岩矿区煤层底板矿物成分分析和岩样的膨胀性试验，以及对软岩巷道底板含水状态和围岩变形实测，得到了有关软岩巷道的围岩岩性参数和实际变形规律：运用湿度应力场理论的数值模拟方法对软岩巷道的遇水软化和膨胀特性进行了分项分析，研究结果在实际软岩巷道围岩稳定性控制中得到了应用。     

湿度应力场作用下煤矿穿膨胀岩钻孔缩径规律研究

针对煤矿穿膨胀岩钻孔遇水缩径问题,本文基于湿度应力场理论,借助有限元分析程序,通过引入湿度修正系数ψ(w),推导出了综合考虑围岩遇水软化和膨胀特性的钻孔孔壁位移修正解析解。并结合数值模拟软件ANSYS和相似模型实验,研究和分析了湿度场和地应力场对钻孔缩径变形的影响。结果表明,随着钻孔围岩含水率的增加,钻孔孔壁位移呈非线性递增,钻孔孔壁呈两端粗中间细的"哑铃形",钻孔中部为孔壁最大径向位移处;含水率变化引起的岩性软化对钻孔缩径影响显著;随着地应力的增大,钻孔孔壁位移呈线性增加,增幅较小;湿度场和地应力场对煤矿穿膨胀岩钻孔缩径都产生不可忽视的影响,就影响程度来看,湿度场影响最大,地应力场次之。     

软岩巷道围岩变形破坏规律研究

煤矿软岩巷道支护问题是煤矿开采等地下工程支护中的一项技术难题,而巷道底鼓又是巷道围岩变形破坏的一种主要形式,大量的实测资料表明,在巷道顶底板移近量中约有2/3-3/4是由底鼓造成的,强烈的巷道底鼓不仅带来了大量的维修工作,增加了巷道的维护费用,同时,底板的稳定性显著影响着巷道两帮及顶板的变形与破坏,危及矿井安全生产。文章采用现场实测和数值计算相结合的方法,探讨了软岩巷道的变形规律及破坏特点,得出了一些规律性的认识,这对现场巷道支护具有一定的指导意义。     

软岩巷道围岩变形破坏规律研究

我国煤矿软岩巷道支护问题是煤矿开采等地下工程维护中的一大技术难题 ,而巷道底鼓又是巷道围岩变形破坏的一种主要形式 ,大量的实测资料表明 ,在巷道顶底板移近量中约有 2 / 3～ 3/ 4是由底鼓造成的 ,强烈的巷道底鼓不仅带来了大量的维修工作 ,增加了巷道的维护费用 ,同时 ,底板的稳定性显著影响着巷道两帮及顶板的变形与破坏 ,危及矿井安全生产。因此 ,它越来越引起采矿工程和岩石力学界的高度重视。采用现场实测和数值计算相结合的方法 ,探讨了软岩巷道的变形规律及破坏特点 ,得出了一些规律性的认识 ,对现场巷道支护具有一定的指导意义     

地层含水率对弱胶结软岩巷道围岩稳定性影响

针对弱胶结软岩的力学性能受含水率影响大,以及在弱胶结地层中开挖巷道后围岩变形大的特点,以内蒙古五间房西一矿为工程背景,基于弱胶结软岩的室内力学试验、XRD矿物衍射分析和液塑限联合测定结果,建立五组不同含水率地层的数值仿真模型,分析弱胶结地层含水率分别为2%、5%、10%、15%和18%时开挖巷道后的围岩稳定性。研究结果表明：当地层含水率较低(≤5%)时,围岩塑性厚度和塑性区体积几乎没有变化,随着地层含水率的增加,围岩塑性厚度和塑性区体积近似呈线性增加;弱胶结地层中巷道围岩的最大变形发生在顶底板,往巷道两帮走,变形逐渐降低,围岩变形随着地层含水率的增加近似呈线性递增,但围岩的主要变形区间受地层含水率的影响不明显。     

湿度应力场理论在软岩巷道围岩稳定性控制中的应用

通过对徐州东部软岩矿区煤层底板矿物成分分析和岩样的膨胀性试验 ,以及对软岩巷道底板含水状态和围岩变形实测 ,得到了有关软岩巷道的围岩岩性参数和实际变形规律。运用湿度应力场理论的数值模拟方法对软岩巷道的遇水软化和膨胀特性进行了分项分析 ,研究结果在实际软岩巷道围岩稳定性控制中得到了应用。     

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。     

缓倾斜煤层软岩巷道变形规律及围岩控制研究

针对枣泉煤矿缓倾斜煤层软岩巷道的非对称变形破坏情况,采用FLAC^3D数值分析方法,得出倾斜煤层软岩巷道围岩的非对称变形规律,并与现场矿压监测结果相互验证。通过实施锚(索)网等多介质联合支护技术,利用锚索将破碎岩体与深部稳定岩体承接起来与锚杆共同作用,形成“压缩拱”,改善了顶板上部形成的自然平衡拱沿煤层层理向巷道上帮顶角发展的趋势,充分发挥了锚网—围岩整体力学效应,有效控制了巷道围岩的变形和破坏,并在生产实践中取得了良好的效果。     

膨胀型软岩巷道支护技术研究

以牛马司煤业公司水井头矿-300东大巷的软岩支护问题为研究对象, 在测试软岩矿物成分的基础上, 分析了膨胀型软岩巷道变形的机理和围岩控制方法, 提出了锚网喷注的联合支护方案。工业试验表明,该技术取得了良好的支护效果和经济效益, 对同类软岩巷道具有一定的借鉴作用。     

非均匀应力场中巷道围岩变形控制研究

根据岩石的力学特征及峰值应力前后的力学性能,结合岩体损伤特性,得到三维连续损伤演化方程。利用Mohr－Coulomb强度准则和连续损伤力学方法,考虑巷道开挖过程中的空间效应,分析并推导出巷道围岩处于非均匀应力场中损伤应力场的分布,以及围岩—支护达到平衡时的相互作用力解析解。通过现场支护设计和监测,验证了计算分析的有效性,在实际工程计算中有一定的应用前景。     

马路坪煤矿深部岩巷矿压特征及围岩变形特性分析

文章根据马路坪矿深部软岩巷道表面位移的实测结果,分析了巷道围岩变形主要特征.通过数值模拟计算,探讨了巷道围岩破碎区、塑性区范围和应力位移分布规律,为巷道合理支护形式的选择提供了理论依据.     

岩体结构类型与巷道围岩稳定程度的相关性研究

针对阳煤五矿后备区井底车场岩层厚度变化大、岩体结构多样的特点,从岩体结构分类出发,通过分析巷道的应力场特征和破坏区域分布特征研究不同岩体结构特征下巷道的稳定性。研究结果表明:同等条件下巷道稳定程度为整体结构层状结构块体结构碎裂结构散体结构;岩体结构尺寸是巷道围岩稳定性分级的一个重要指标;巷道围岩稳定性与岩体块度尺寸间的数学关系为y=y0+A·eRo·x。其研究成果对于巷道围岩分级以及巷道支护具有理论指导意义。     

应力波作用下巷道围岩层裂失稳的数值模拟

片帮型冲击矿压使煤壁局部失稳,它与煤壁层裂板结构的形成有关.为了分析巷帮层裂结构形成的影响规律,采用LS-DYNA软件,对扰动应力波作用下巷帮围岩层裂破坏结构的形成过程、顶板的岩性对层裂结构形成的影响进行了有效的数值模拟.研究得到了巷道围岩在一定应力状态下巷帮围岩层裂结构的形状、厚度等特征.顶板的性质决定了是否形成巷帮层裂结构及其层裂结构的范围大小及层裂板的稳定性.研究结果对揭示煤矿冲击矿压的诱发机理,以及采取有效的防治技术措施具有重要意义.     

深部巷道围岩变形相似模拟研究

针对深部围岩巷道变形和应力变化的特征,利用自制相似模拟实验平台,对无支护条件下的深部巷道的围岩破坏特征、围岩变形规律和围岩应力分布进行了定量和定性的研究,研究表明,深部巷道围岩具有大变形、大塑性区、应力集中程度高等特点,从而为类似地质条件下的巷道支护设计提供可靠的依据。     

矿岩散体成拱影响下软岩巷道变形破坏特征研究

针对矿岩散体成拱对软岩巷道的稳定性产生影响的问题,对不同成拱结构条件下巷道变形破坏规律进行了研究。以矿山岩石力学理论为指导,对巷道稳定性受散体成拱影响的力学机理进行了理论分析。采用三维数值模拟实验方法,对不同的散体成拱的方式进行了实验研究,获得了成拱条件下软岩巷道的稳定性特征。研究结果表明当出现散体成拱现象时,成拱空区与巷道之间的塑形区将显著增大,从而加剧了巷道的变形破坏。     

深部高应力软岩巷道支护技术研究

浅部传统支护强度难以满足深部巷道高应力要求。本文分析了薛村矿三水平变电所深部软岩巷道围岩变形破坏特征及影响因素,运用FLAC3D软件模拟了传统锚网索支护与锚网索喷+注浆加固支护两种支护方式。巷道围岩收敛变形监测表明,运用锚网索喷与注浆加固相结合的支护方式能够有效控制深部软岩巷道围岩收敛变形。     

留底煤软岩巷道支护技术研究

为解决某矿7522工作面留底煤运输巷的巷道支护问题,借助数值模拟软件,对比了不同的支护条件下巷道围岩应力及位移分布变化情况,确定工作面运输巷采用锚网索联合支护方案的具体支护参数,现场巷道围岩位移量观测表明,所采用的锚网索联合支护方式及支护参数能够有效控制运输巷围岩的变形破坏,节约了支护材料,减少了巷道的维修费用,取得了良好的经济效益。