巷道支护理论及其在软岩施工中的应用

本文从岩体松动理论出发,讨论了在掘进形成巷道以后岩体周围应力分布与变化规律,分析了软岩巷道围岩变形、压力特征及巷道围岩变形量的构成,对软岩巷道支护提出可行建议。     

某软岩巷道围岩变形监测研究

某煤矿软岩巷道在开挖过程中巷道变形严重,由于该巷道所在区域岩体破碎,而且开挖的巷道分布较密集,巷道部分区域围岩潜在着整体失稳的可能性。为了进行软岩巷道的稳定性预测以及为巷道二次支护提供可靠的依据,对该软岩巷道进行了收敛变形监测研究。介绍了巷道收敛监测站的布置及监测方案,给出了6个监测站的监测结果,并且通过分析监测结果给出了所获得的一些结论。     

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。     

深井软岩巷道围岩变形特性的研究

阐述了软岩和深井软岩的共性和区别，结合实测资料，分析了深井软岩巷道围岩变形的“时间效应”，底鼓是巷道围岩垂直方向变形的主要形式，围岩组合拱主要承受原岩应力的作用，这些规律对治理深井软岩巷道围岩变形具有重要意义。     

软岩巷道支护阻力与围岩变形的关系

软岩巷道维护状况及围岩变形量与支护阻力的关系极大。实验与实践表明，支架的高阻和可缩是确保软岩巷道稳定性的关键；受力条件恶化重抑制着软岩巷道支架支撑能力的发挥；实施支架壁后充填使支架及早载和均匀受力，可大幅度高支架的工作阻力，有效地控制巷道围岩的强烈变形。     

软岩巷道支护阻力与围岩变形的关系

软岩巷道维护状况及围岩变形量与支护阻力的关系极大，实验与实践表明，支架的高阻和可缩是确保软岩巷道稳定性的关键；受力条件恶化严重抑制着软岩巷道支架支撑能力的发挥；实施支架壁后充填使支架及早承载和均匀受力，可大幅度提高支架的工作阻力，有效地控制巷道围岩的强烈变形。     

软岩巷道围岩变形原因分析及支护对策

针对长平矿井Ⅲ2309工作面回风巷道在工作面回采期间顶底板及两帮变形严重的问题,通过井下现场调研和观测巷道的支护形式、围岩变形以及锚杆锚索破断情况,对巷道变形原因进行分析,结合巷道围岩特点,提出合理的支护建议及支护方案,并观测补强支护后围岩变形量,得出应超前工作面100m以上及时进行补强支护,且支护构件的强度要与锚索相匹配。     

软岩巷道围岩控制技术

为解决朱仙庄矿采用锚网喷+全封闭29U可缩支架支护巷道围岩变形量大、支护结构破坏严重的难题,提出了锚网喷+全封闭29U高强支架为核心的支护方案,并采用FLAC3D数值模拟软件对不同支护方式下的巷道围岩应力分布、位移和塑性区特征进行了对比分析。数值模拟结果显示锚网喷+全封闭29U高强支架支护巷道围岩应力集中区更靠近巷道中心,位移和塑性区范围均较小。工程实践表明,锚网初喷+全封闭29U高强支架支护巷道两帮收敛量和顶底板移近量的最大值分别为155 mm和270 mm,在矿压观测后期,巷道日变形量小于0.2 mm/d。     

软岩巷道围岩变形及控制

赵固二矿Ⅰ盘区东回风大巷原采用锚网索梁+12#工字钢棚联合支护,变形严重。为此,选取合适的注浆材料壁后注浆并架设36U型钢棚支护,采用FLAC3D数值模拟软件分析了巷道围岩的应力分布和塑性区范围,结果显示水平应力和垂直应力峰值分别为33.0 MPa和32.6 MPa,顶底板最大变形量为162 mm,两帮最大移近量为186 mm,巷道围岩未出现明显的塑性变形,表明该方案能维护巷道稳定。     

软岩巷道围岩变形及控制

赵固二矿Ⅰ盘区东回风大巷原采用锚网索梁+12#工字钢棚联合支护,变形严重。为此,选取合适的注浆材料壁后注浆并架设36U型钢棚支护,采用FLAC3D数值模拟软件分析了巷道围岩的应力分布和塑性区范围,结果显示水平应力和垂直应力峰值分别为33.0 MPa和32.6 MPa,顶底板最大变形量为162 mm,两帮最大移近量为186 mm,巷道围岩未出现明显的塑性变形,表明该方案能维护巷道稳定。     

构造应力区软岩巷道围岩变形与控制

构造应力区软岩巷道在原岩应力、工程应力、构造水平应力等作用下，围岩具有复杂变形力学机制，矿压显现为持续塑性变形破坏。通过建立围岩变形破坏的力学模型，对构造应力区软岩变形破坏特征、力学机制、应力转移过程模式进行理论研究分析计算，提出了支护控制准则，为软岩巷道控制提供了依据。     

神经网络理论在预测巷道围岩变形中的应用

利用神经网络理论对巷道围岩变形预测问题进行了探讨，与利用灰色模型预测巷道围岩变形的结论作了比较。通过计算机模拟，构造了〔７～１〕ＢＰ模型神经网络模型。结果表明，这种方法是可行的，且有较高的精度。这一模拟的成功，说明神经网络理论是能够应用于工程实际的。     

灰色模型在预测巷道围岩变形中的应用

本文简介了灰色预测原理及预测效果的残差检验，结合实例给出了灰色模型在预测巷道变形趋势，预测软岩巷道合理的二次支护时间等方面的应用，认为灰色预测方法在地下工程是适用的。     

东大矿大断面软岩巷道围岩控制技术研究与应用

为保障中央进风大巷掘进期间围岩的稳定,基于巷道大断面软岩的具体条件,通过数值模拟软件进行支护方案的优选,分析确定锚杆索的合理锚固长度,进一步结合巷道的地质条件及特征,进行巷道锚网喷支护方案中各项支护参数的设计,并在巷道掘进期间进行围岩变形量的观测分析。结果表明:巷道在现有支护方案下,掘进期间围岩变形量较小,围岩处于稳定状态。     

灰色模型在预测巷道围岩变形中的应用

本文简介了灰色预测原理及预测效果的残差检验，结合实例给了灰色模型在预测巷道变形趋势，预测软岩巷道合理的二次支护时间等方面的应用，认为灰色预测方法在地下工程是适用的     

深井软岩巷道围岩变形特征及支护参数的确定

根据马路坪矿巷道围岩主要物理、力学性质的实验室测试以及现场围岩变形的监测结果,探讨了深部软岩巷道围岩变形破坏特征.借助FLAC3D进行数值模拟计算,分析了巷道开挖后和原支护形式下围岩破碎区、塑性区范围和应力位移分布状况;并通过数值模拟优化了支护参数,确定了二次支护时间,提出了用短锚杆或铆钉取代管缝式锚杆挂网、采用底角锚杆对巷道底板进行加固的技术方案.工业试验结果表明,该方案对深部巷道围岩变形的控制效果良好.     

软岩巷道围岩稳定性综合分类及应用

针对和睦山矿区软岩巷道顶板掉块、片帮、底鼓等问题,运用地质雷达无损探测、岩石力学室内试验、理论分析等研究方法,建立了和睦山矿区软岩巷道围岩综合分类表。根据软岩巷道围岩综合分类表,提出了采矿进路与穿脉运输巷支护与修复加固技术方案。