岩爆倾向性巷（隧）道围岩破裂的试验研究

针对硬岩岩爆问题,研制岩爆倾向性材料和断面围岩成形和卸荷的一体化装置,同时为得到因钻爆法或TBM施工造成的围岩损伤对岩爆破裂的影响,在围岩左侧帮预制与临空面平行的非贯通裂隙,制作物理模型,对具有岩爆倾向性的方形巷（隧）道围岩破裂模式进行物理模拟试验。通过数值试验,对比分析含裂隙（损伤）围岩与完整围岩破裂演化的特点。结果...     

高应力巷(隧)道围岩破坏过程分析

运用岩石破裂过程分析系统RFPA对3种不同围岩情况下的高应力巷(隧)道围岩破裂演化过程进行了数值模拟,并对模拟结果做了对比分析。数值模拟结果表明,围岩特性对其破坏过程影响很大;围岩破坏是在围岩卸荷条件下其损伤随时间逐步发展的渐进破坏过程,对于较均质和均质围岩,首先表现为较长阶段的损伤缓慢递增或无变化,随后进入短暂的加速破裂阶段和宏观破坏阶段,脆性破坏明显,对于低均质度围岩,一直表现为较长阶段的损伤递增变化,加速破裂阶段不明显;考虑施工扰动对围岩的影响,随围岩径向半径的增大,采用不同均质度和强度参数的围岩来模拟,模拟结果与实际情况相符。     

直墙拱形巷(隧)道岩爆卸压孔解危效应试验研究

针对岩爆卸压孔解危效应研究的不足,开展了未含卸压孔和含卸压孔的直墙拱形巷(隧)道花岗岩试样双轴压缩试验,分别建立了基于能量释放量的巷(隧)道围岩损伤变量表达式、基于岩石微元破坏概率的巷(隧)道围岩临空面发生劈裂破坏的损伤变量表达式和临空面内部发生剪切破坏的损伤变量表达式,分析了岩爆卸压孔解危效应损伤演化。 结果表明,与未施工卸压孔相比,施工卸压孔后其承载能力明显下降,同时整体破坏时的应力降低率也明显下降,同等情况下的变形也有所增加;直墙拱形巷(隧)道破裂演化均从卸压孔两侧开始,产生明显的翼裂纹并扩展至边界,卸压孔由圆形变成椭圆形;施工卸压孔的巷(隧) 道两侧帮破坏不严重,破坏主要集中在卸压孔位置,巷(隧)道围岩破坏范围大为缩小,破坏程度大为降低,卸压孔起到了明显的岩爆解危效果;卸压孔控制着整个直墙拱形巷(隧)道围岩破裂演化的进程,对围岩破裂演化起到了关键性控制作用;含卸压孔的巷(隧)道围岩损伤演化与围岩临空面发生劈裂破坏的损伤演化进程基本一致,未施工卸压孔的巷(隧)道损伤演化与临空面内部发生剪切破坏的损伤演化进程基本一致,施加卸压孔使巷(隧)道围岩破裂演化向完全劈裂方向演化发展,可以通过劈裂和剪切损伤演化进程来预测岩爆的发生。     

高应力硬岩卸荷岩爆的劈裂判据及因素敏感性分析

针对现有岩爆研究的不足,基于突变理论建立了围岩卸荷岩爆的劈裂突变模型,得到了考虑卸荷影响的劈裂岩爆必要条件和充分条件并在此基础上进行了因素敏感性分析.研究表明,开挖卸荷致拉明显降低了突变特征值及岩爆发生的门槛,使岩爆发生的可能性大为增加,而且当拉应力σx=πσt/4时,必要条件就成为充分条件;卸荷后一段时间围岩发生变形,达到发生岩爆至少所需的卸荷细观拉应力,形成标准或滞后岩爆模式;竖向应力达到一定值,围岩卸荷瞬间其突变特征值△≤0,形成瞬时岩爆模式;岩爆劈裂要满足一定的临空面尺寸要求,随竖向应力的增大这种要求明显减弱;发生岩爆时岩爆区释放的能量△E,σx,△对竖向应力的敏感性很强,△对σ3极为敏感.     

巷道围岩劈裂注浆作用机理

本文根据巷道围岩应力分布规律，论述了围岩注浆压力参数的变化规律，并用能量法描述了劈裂注浆作用过程中各种能量的转化。     

深部近距离跨采煤巷围岩控制技术研究

基于煤矿跨采巷道受到多次的采动影响,巷道变形剧烈、围岩难以控制的技术难点,结合济宁二号矿井113下08运输巷的工程实践背景,分析了巷道稳定性影响因素,根据113下08运输巷的实际地质条件,采用分段动态支护,揭露煤体之前巷道支护方式为锚网喷;全煤巷道支护方式为锚网梯支护;层间距10~40m时,采用锚网索耦合支护方式。结果表明:这种支护方式有效控制顶底板及两帮变形,经受跨采后巷道形状完好,保证了矿井的安全生产。     

康家滩矿88201辅运巷破碎带围岩控制效果的初步分析

介绍了康家滩矿88201工作面辅运巷构造破碎带附近顶板变形的现场观测方法，并结合构造破碎带全煤巷道的支护理论，对现场观测数据及支护效果进行简要分析。     

邢东矿深部巷道围岩支护技术

为解决邢东矿-980 m深部大巷围岩支护难题,运用钻孔窥视仪及表面位移观测方法对大巷围岩结构及顶底板、两帮移近量进行观测,可知,巷道围岩破碎,表面变形量大,底板变形严重。研究表明:巷道围岩高应力、支护结构不合理等共同导致巷道围岩破坏变形,通过力学计算分析得出环形支架具有较强的承载能力,提出采用环形支架进行整体支护、底板组合锚索注浆加固支护技术,并结合锚喷支护技术共同形成复合支护技术。现场工业性试验的结果表明,该技术能够较好地起到支护和防治底鼓的作用,控制巷道围岩的持续变形。     

基于区间理论的高应力巷(隧)道围岩岩爆预测

针对巷(隧)道围岩物理、力学及环境参数取值的不确定性及现有岩爆预测方法的局限性与不足,考虑围岩岩爆的特点,引入区间分析理论,给出巷(隧)道围岩稳定非概率可靠性分析的区间运算方法;视巷(隧)道围岩物理、力学及环境参数为区间变量,根据岩爆烈度分级标准,建立基于区间理论的高应力巷(隧)道围岩岩爆、岩爆烈度分级的非概率可靠性预测模型;通过工程实例分析,结果表明了本文方法的合理性与可行性,并探讨了各参数离差的变化对非概率可靠性指标的影响规律,具有一定的工程参考价值.     

高应力巷道开挖围岩损伤分析

首先运用岩石破裂过程分析RFPA分别对有、无裂纹情况下的高应力巷道开挖围岩损伤过程进行了分析,随后,对有、无裂纹情况下的高应力巷道开挖围岩损伤进行了理论分析.模拟结果再现了巷道围岩开挖卸荷后声发射变化全过程.数值模拟与理论分析表明:高应力巷道围岩卸荷破坏是个损伤逐渐累积最终演致破坏的过程;垂直方向为最大主应力情况下,损伤主要从两帮开始,然后向两帮深部扩展,扩展到一定程度后沿大主应力方向扩展;卸荷损伤过程受裂纹影响很大,裂纹改变巷道围岩损伤演化过程,对损伤演化过程起主要控制作用;提出的理论分析方法可用于巷道围岩开挖卸荷后损伤破坏情况的分析.     

基于TBM巷道开挖卡机风险分析的围岩分类

 本文试图将TBM引入深部巷道建设。由于深部巷道围岩高应力与低强度的矛盾突出,开挖后围岩易产生挤压大变形,TBM极易发生卡机事故。围岩分类是一种快速、便捷的卡机风险分析途径,可方便工程师们快速预测、判断卡机状态,减少损失。在煤矿深部巷道围岩分类的基础上,借鉴QTBM模型的经验,考虑影响卡机的挤压变形的相关参数,选取岩石的单轴抗压强度Rc、强度应力比、岩体完整性、岩石硬度四个指标,将TBM掘进条件下的深部巷道围岩划分为Ⅰ（好）、Ⅱ（较好）、Ⅲ（差）、Ⅳ（极差）四个类别,对每个类别均进行了岩体质量描述和岩种举例。最后建立围岩类别、挤压变形级别和卡机风险对照关系表,据此可定性预测TBM卡机风险。     

深井软岩巷道峰后特性支护技术研究

随着开采深度增加,巷道围岩趋于体现软岩的特征,因此深井软岩巷道支护的研究对指导现场施工具有重要意义。在现场实测的基础上,采用数据分析和理论依据相结合,对深井软岩巷道支护技术进行研究,结果表明,对于软岩巷道支护要充分发挥其软的特征,允许围岩进入塑性状态,发挥围岩自身的承载能力。在实测的基础上选择最佳二次支护时间,控制其二次变形量,在实践中取得了显著的经济效果。     

扰动影响下松软岩层巷道围岩控制研究

针对郑煤集团某矿28采区变电所巷道围岩失稳现状,采用数值模拟及松动圈测试方法对其失稳特征进行了深入分析,并提出具体有效支护方案。分析表明:巷道围岩松软破碎,受采动及上方永久煤柱支撑压力的影响后围岩松动圈范围较大,巷道围岩严重失稳,采用U型钢封闭支架+注浆+锚索+钢丝网联合支护方式,提高巷道围岩支护强度,解决此类支护难题,具有较高的理论意义和实用价值。     

大南湖一矿多煤层巷道围岩控制技术研究

基于多煤层巷道围岩岩性不稳定,采用单一的支护方式往往呈现区域性破坏的问题,运用数值模拟软件,根据大通湖矿辅助运输石门二的地质条件对巷道在不同围岩条件下的变形情况进行了模拟,并通过对模拟结果的分析,提出了穿多煤层巷道的合理支护技术:巷道在顶板为煤层时应采用锚网索支护,在两帮为煤层时宜采用U型钢棚式支护,在底板为煤层时应采用反拱控底并配合在巷道帮脚位置安装带下扎角的锚杆辅助控底。大通湖矿辅助运输石门二采用该支护技术保证了一采区3煤各工作面的安全生产。     

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。     

动压软岩巷道围岩变形特征及综合治理实践

随着煤炭资源的不断开发,软岩巷道的支护问题也严重影响了煤矿企业的安全生产。针对某矿一采区轨道上山软岩、动压的复合型工程特点,从测试段巷道围岩岩性及物理力学性能、巷道围岩位移发展的时间效应特征、采动影响后巷道围岩松动圈特征入手,分析了测试段巷道围岩失稳破坏的原因。研究认为:改善巷道围岩的力学性能,提高围岩的自承载能力,同时提高支护体系强度,使得围岩和支护相互协调,起到共同承载的效果,是治理动压软岩巷道围岩稳定的有效途径之一。提出了锚网喷+锚索+底板锚杆+全断面注浆联合支护技术,通过对支护参数的优化,进行了现场的工业性试验,试验结果表明,测试段巷道受采动影响后,巷道围岩变形较小且趋于稳定的时间短,围岩破碎范围较小,巷道返修率低。     

深部软岩巷道冲击地压变形破坏机理分析

分析了软岩的基本特征及力学特性,对深部软岩巷道的冲击地压变形破坏机理进行了分析研究。利用RFPA数值模拟软件对深部具有冲击地压危险的软岩巷道的变形、破坏发展规律和运动机理进行了模拟。分析结果表明:软岩巷道周围裂隙的变形、扩展、破坏及其次生裂隙的产生、扩展和发育情况同数值模拟基本相吻合。     

构造应力场对深井巷道围岩稳定的影响

为了研究构造应力场对深井巷道围岩稳定的影响，运用3D-σ有限元计算软件对深井巷道在构造应力场中不同布置方向的稳定性进行了数值模拟分析，分析得出随着巷道轴向与构造应力场方向夹角的增大，巷道围岩受力状况逐渐趋于恶化。对此，提出在布置巷道时，尽可能使巷道轴线方向与最大水平主应力方向以小角度相交(最好趋于一致)，并采用宽度大于高度的矩形、拱形或椭圆形断面，使断面形状与构造应力状态相适应。