耦合注浆加固机理及围岩力学参数位移反分析

为了揭示深浅孔-高低压耦合注浆加固的作用机理,获得了王家岭煤矿12101工作面运输巷破碎围岩耦合注浆加固后的围岩参数,利用数值仿真软件COMSOL Multiphysics建立了围岩注浆加固的流固耦合模型,分析了普通注浆与耦合注浆的不同作用效果,确定了进行位移反分析的计算范围;然后,基于Mohr-Coulomb准则利用FLAC^3D数值模拟软件对超前来压作用下的12101工作面运输巷相关参数进行位移反分析研究,得到了耦合注浆加固后的围岩参数;最后将反演的参数应用于预测12322工作面运输巷的位移情况,并与实际监测数据进行了对比分析,获得了较好的预测结果。     

利用FLAC3D程序模拟软弱破碎巷道深孔注浆技术

采用岩土工程数值计算分析FLAC3D软件,模拟了马头门最大断面巷道注浆加固前后围岩的位移场和应力场分布特征,分析了弱破碎巷道变形影响范围,为进一步确定比较合理的支护加固参数、利用深孔注浆技术改善和控制软弱破碎围岩巷道变形,提供了科学依据。     

斜井穿越采空区注浆加固技术可行性分析

结合平煤六矿新明斜井成功穿越采空区工程实例,在分析巷道围岩破坏机理及注浆加固机理的基础上,对斜井穿越采空区拟采用注浆加固技术的参数尤其是最佳加固范围进行研究计算.运用FLAC3D数值模拟软件对巷道穿越采空区时不同注浆范围下巷道围岩变形及应力分布进行模拟分析,并最终确定新明斜井穿越采空区冒落带注浆孔深3 m,注浆半径1.5 m,最佳注浆加固范围为4.5 m.对于该类巷道围岩注浆加固工程实践具有一定参考价值.     

大采高工作面复用巷道二次注浆加固技术

为了解决大采高工作面复用巷道留设困难的问题,实施二次注浆加固技术。通过对矿压显现规律和巷道变形破坏规律的分析,确定了二次注浆加固的方案,使用新型注浆材料,对二次注浆加固的工艺参数进行了优化设计,并使用现场监测和FLAC3D数值模拟软件对二次注浆加固效果进行验证分析。试验结果表明:二次注浆加固后,锚固结构的支护效率和破碎煤体的整体性得到了提升,复用巷道两帮移近量减少73%,顶底板移近量减少51%,有效地解决了复用巷道的留设困难问题。     

东曲矿斜巷穿灰岩含水层注浆堵水技术研究与应用

为保障排矸斜巷顺利通过L_1灰岩含水层,采用数值模拟软件进行动力水注浆浆液扩散规律的研究与分析,根据模拟结果将浆液的扩散划分为三个阶段:自由扩散、部分封堵和残留通道封堵阶段,基于数值模拟结果,结合具体地质条件,确定采用底板加固+帷幕注浆的方式进行注浆堵水作业,同时对注浆加固方案的各项参数进行,注浆结束后采用堵水率进行注浆效果的评价。结果表明:注浆结束后,含水层涌水水量小于1m~3/h,堵水率为97.5%,堵水效果非常好。     

基于注浆加固圈厚度的富水巷道支护参数优化

为了解决富水巷道锚注支护参数的选择问题以及巷道注浆加固范围没有明确依据的问题,以桃园煤矿Ⅱ1采区边界上山富水巷道为工程背景,采用理论分析、数值模拟和现场监测等方法,分析注浆加固圈厚度与注浆加固体承载能力的关系,提出了基于注浆加固圈厚度的富水巷道支护参数优化方法。研究表明:桃园煤矿Ⅱ1采区边界上山富水巷道最小注浆加固圈厚度为1.5 m,基于注浆加固圈厚度确定的锚注支护方案可以有效地控制深部富水巷道变形,保障巷道的稳定及安全。     

高落差含水断层巷道围岩波雷因注浆增效机理与应用

以新河矿嘉祥支三断层破碎带为研究背景,分析了巷道围岩注浆加固机理与破碎带岩体注浆堵水原理,通过数值模拟分析,研究揭示了高落差含水断层破碎带区域围岩化学注浆增效机理。根据此机理,结合现场具体情况制定了新河矿延伸斜井围岩波雷因注浆加固方案,确定了基本注浆参数,现场矿压监测表明,围岩控制效果良好。     

柱式采空区蹬空复采充填体高-强协调机制及其临界高度研究

柱式采空区上层遗煤蹬空安全复采的关键在于确保底板煤岩柱的采动稳定性.针对山西朔州中煤金海洋煤业公司6#煤层蹬空开采底板煤柱易失稳诱发上行工作面垮塌的现象,提出地面注浆充填加固底板煤柱工程技术,借助于注浆充填固结体对底板煤柱形成的夹持作用,抑制底板煤柱采动裂缝扩展并提升其承载能力.综合采用数值模拟、理论分析和现场实测,研...     

老窑沟煤业松软破碎煤巷注浆加固技术及应用

针对松软破碎煤巷在工作面回采过程中出现围岩变形量大,支护困难等问题,以老窑沟煤业50106工作面回采巷道为研究背景,通过理论分析及数值模拟相结合的方法,对注浆材料、注浆时机、注浆孔长度等注浆参数进行了确定,并对顶板及两帮的深浅注浆钻孔进行了设计。现场监测结果表明,巷道进行注浆加固后,顶板最大下沉量为52 mm,底板最大底鼓量为40 mm,两帮最大移近量为74 mm,较未注浆加固前分别降低了72.6%、66.1%、80.0%,说明该注浆加固技术方案下的巷道围岩变形量较小,巷道稳定性得到大幅提升,满足矿井正常生产需求,取得了良好的经济效益。     

破碎围岩巷道支护研究

针对布置在构造带中的巷道其围岩通常比较破碎,采用锚喷索支护操作难度大、支护效果不理想等问题,分析研究了破碎围岩巷道支护的技术并对巷道注浆材料、设备进行选型,采用数值模拟的方法对注浆加固并支护后巷道变形进行模拟,确定了巷道支护参数。     

钟九铁矿-550 m 水平大断面交岔点支护—注浆加固耦合技术方案

钟九铁矿正进行-550 m 水平一期井巷开拓工程建设,为保障巷道安全掘进及临时支护的有效性,针对 -550 m 水平 6^#交岔点断面大、围岩破碎、裂隙发育的现状,提出了锚网喷+锚索联合支护及深浅孔—高低压耦合注浆加固的巷道围岩稳定性防控技术方案。在注浆加固过程中,首先利用浅孔—低压注浆技术将破碎围岩内的裂隙充填密实,使巷道周边围岩具有一定的抗压能力,提高深部围岩浆液的可注性;然后采用深孔—高压注浆技术将巷道顶板上部破碎围岩与稳固岩层形成整体结构,进一步提高支护体系的稳固性。利用理论计算与数值模拟相结合的方法确定了其支护参数,分析了注浆加固关键技术及施工工艺流程,实践成效显著,为后续大断面交岔点安全施工提供了技术支持。     

松散破碎围岩双循环注浆加固试验研究

为解决松散破碎围岩巷道持续变形的问题,采用现场调研、理论分析的方法,对松散破碎围岩巷道的变形机理进行研究,并结合数值模拟方法提出注浆方案与参数,现场试验后将原注浆方案优化为单排5孔几何布置的双循环注浆加固方案。结果表明：应用注浆压力为6 MPa,钻孔长度为3 m、排距为3 m,单排5孔几何布置的双循环注浆方案可有效降低窜浆堵孔现象发生的概率,并使浆液均匀分布,在注浆加固段巷道扩帮后可明显观察到浆液的扩散半径达到2.5 m,并形成了良好的骨架结构,有效提升了松散破碎围岩的承载能力。     

急倾斜层状岩体巷道顶板膨胀型浆体注浆支护效果研究

为分析急倾斜层状岩体巷道顶板注浆后的支护效果,采用ABAQUS软件分别建立其顶板层理面普通型浆体注浆和膨胀型浆体注浆加固以及未注浆的数值分析模型,对比分析了不同注浆条件下巷道顶板的位移、应力与塑性应变的变化特征。开展了急倾斜层状岩体巷道顶板注浆相似模拟试验,在相似模型中设置了与数值模拟对应的位移与应力监测点,对比分析了普通型浆体注浆和膨胀型浆体注浆后的顶板位移及应力变化特征,并结合相似模拟试验现象分析了膨胀型浆体的注浆加固机理。研究表明：普通型浆体注浆和膨胀型浆体注浆条件下的顶板垂直位移较未注浆分别平均减少了19.7%和30.2%,膨胀型浆体注浆较普通型浆体注浆的垂直应力平均降低了18.4%。相似模拟试验中,巷道顶板位移及内部应力变化规律与数值模拟相吻合,膨胀型浆体注浆后的顶板承载能力和抵抗变形能力更强,加载后较普通型注浆下的顶板位移与应力更小。研究结果进一步表明,膨胀型浆体对于急倾斜层状岩体巷道顶板注浆加固具有良好的支护效果。     

破碎岩体注浆加固的二维分形平面模型构建与模拟分析

模拟注浆加固过程中注浆液在破碎岩体中的扩散特性时,构建与现场实际破碎岩体一致的几何模型对 模拟结果的准确性至关重要。 为构建与工程现场破碎岩体一致的几何模型,对于破碎岩体的注浆加固问题,提出了 一个构建破碎岩体二维平面模型的新方法。 首先,通过对破碎岩体的压水实验获得破碎岩体的透水系数;再根据裂 隙岩体的分形特征,运用透水系数计算破碎岩体的分形维数;最后根据分形维数确定最大和最小裂隙构建破碎岩体 的平面二维几何模型,并结合压水实验和数值模拟分析模型的可靠性。 结果表明:通过对分形维数所构建的平面几 何模型的数值模拟,对比分析数值模拟结果与现场压水试验结果,该方法能够获得与现场破碎岩体状况一致的二维 平面几何模型,为模拟分析破碎岩体的注浆加固提供可靠的参考。     

铜坑矿破碎矿柱锚注加固数值模拟研究

为了验证铜坑矿破碎矿柱锚注加固的效果,采用FLAC3D数值分析软件建立三维模型,对锚注加固的过程进行了数值模拟分析。研究结果表明,锚注加固后围岩塑性区范围及位移明显减小,锚注加固能显著提高矿柱的稳定性。     

深部大断面巷道围岩注浆加固技术研究与应用

针对深部大断面巷道支护成型后服务期间围岩变形比较严重,巷道顶底板和两帮变形量较大等问题,基于莫尔-库仑准则和力学平衡原理,对巷道围岩注浆改性机理及巷道围岩注浆力学模型进行分析;采用FLAC^3D数值模拟方法对比分析了分层掘进、一次见顶见底掘进、注浆加固与未注浆加固,4种交叉支护方法下围岩塑性区、应力场及围岩移近量演化规律。结果表明：注浆加固后巷帮塑性区破坏范围及围岩移近量明显减小,有效控制了巷道围岩变形。定性分析并确定了“分层掘进+滞后高压注浆+强力锚索支护”的矿压控制方案,实际应用结果表明该方法能够有效控制巷道围岩变形,可为深部大断面围岩巷道注浆加固的设计与应用提供借鉴。     

基于FLAC~(3D)的采空区注浆加固数值模拟研究

采空区结构复杂,易受外界因素影响发生失稳变形,在其上方兴建建筑物时为确保安全必须进行地基稳定性评价,根据评价结果采取相应的处理措施。由大量国内外工程实践可知,注浆是改良软弱地层和破碎地基的有效方法,是保证地下工程和地面建筑物安全运行的可靠手段。对采空区注浆加固机理、加固模型以及数值模拟中应注意的问题进行了较深入的分析,并以实测工程参数为依据,结合FLAC3D软件,从沉降变形、垂向应力的角度对采空区注浆加固问题进行了分析研究,为相关问题的施工与设计提供一定的借鉴。     

麻家梁矿主立井箕斗装载硐室加固对策研究

针对麻家梁矿箕斗装载硐室的破坏特点,本文分析了注浆锚索及混凝土结构补强相结合的加固方法来控制硐室围岩应力及变形的机理,认为注浆锚索能改善围岩的结构与强度,而结构补强能提高支护体的承载能力;提出了注浆锚索及结构补强相结合的加固方案,并利用数值模拟及位移监测的方法进行了论证。结果表明:注浆锚索及结构补强相结合的加固方案显著减小了硐室的应力及变形,保证了硐室的安全使用。     

基于FLAC3D的矿山截排洪主隧洞工程支护模拟分析

以四川小麻柳矿山截排洪隧洞工程为例,研究了地下工程开挖过程中不同支护结构对围岩加固的作用效果。采用初期支护、衬砌支护、管棚支护以及注浆支护,运用FLAC^3D软件对实际工程支护加固过程进行数值模拟,其中,利用软件自带FISH语言编制程序,将注浆扩散半径与时间计算步长关联,模拟注浆支护的动态加固过程。结果表明,该模型对于动态的浆液扩散过程模拟行之有效,支护工程对隧洞围岩起到明显加固作用,可为相似工程提供借鉴。     

巨厚煤层全煤巷道破坏机理及注浆效果数值模拟

对于几十米、甚至高达几百米巨厚煤层,巷道全部位于煤层当中,由于煤层多松软、破碎,在煤 层深部没有稳定的锚固基点,锚杆（索）的锚固力较差。本研究针对新疆准东矿巨厚煤层全煤巷 道复杂地质特征,结合室内岩石力学实验并借助有限差分软件FLAC^3D对注浆效果进行了数值仿真 模拟。分析结果表明注浆对松软破碎的煤岩体有很好的加固效果,能大范围提高围岩力学参数, 从而提高锚杆（索）的可锚性,抑制围岩塑性区向深部发展,控制围岩变形。将浆液在煤岩体裂 隙中扩散范围定义为“注浆加固体等效层”,分别模拟了1、1.5、2.0、2.5、3.0、4.0 m等6种 不同的浆液扩散半径,对比论证确定2.5 m为最佳的注浆深度。研究结果对指导巨厚煤层全煤巷 道安全经济合理支护具有重要意义。