地应力与巷道轴向夹角对巷道围岩稳定性影响研究

以晋煤集团赵庄矿变形破坏严重的5302工作面回采巷道为工程背景,研究地应力与巷道布置轴向夹角的变化对巷道围岩移近量和巷道稳定性的影响,采用理论分析确定合适的角度,并利用FLAC3D数值模拟软件对不同角度关系情况下围岩情况进行模拟和对比,最后通过现场实测所得数据对分析结果作了现场实证,确定出巷道布置时与地应力角度的合理范围,从而优化巷道的支护效果,提高巷道的稳定性,为以后类似条件巷道的布置提供指导。     

初始地应力场对煤矿巷道围岩稳定性的影响

基于柴里矿二水平南轨上山实际地质开采条件, 采用UDEC数值模拟计算, 对岩层移动模拟研究中初始地应力场对巷道围岩稳定性的影响进行了研究。研究结果表明, 地应力的大小、方向对巷道围岩稳定性影响很大, 巷道两帮移近量、顶板下沉量和底板底臌量整体上都随着侧压系数增大而增大; 巷道顶、底板和两帮内围岩垂直应力随着侧压系数增大而增大, 当侧压系数超过1.5以后, 随着侧压系数增大, 两帮支承压力峰值逐渐趋于一定值, 且支承压力峰值位置有靠近巷帮的趋势; 巷道两帮和顶底板岩层不同层位处的位移大小和方向是不同的, 两帮和顶底板一定距离内存在着位移为0的点或面。     

地应力场方向对巷道围岩稳定性的影响

地应力测试结果表明在构造应力场水平应力是垂直应力的1.8～2.7倍,而且两个水平应力之比是1.5～2.5。构造应力场是影响对巷道稳定的主要因素之一。本文运用COMSOL 3D有限元软件在初始应力场轴向变化的情况下模拟了巷道围岩的应力状态,分析得出巷道轴向与最大水平应力方向之间的夹角越大,巷道越不稳定。此时巷道围岩的剪破坏区深入到巷道顶底板。因此在构造应力场掘进巷道时要尽量使最大水平应力方向与巷道轴向一致。     

巷道围岩地应力测试研究

为得到巷道围岩地应力特性参数,在塔山煤矿井下布置了3个测站,选择水压致裂法进行地应力的测量,得出了地应力分布的大小和方向,为矿井巷道布置和支护设计提供了科学依据。     

地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地应力场中不同布置方向的稳定性进行了数值模拟分析，讨论了深井巷道围岩应力分布情况、围岩的变形特征和围岩破坏机理，并提出了相应的对策。     

地应力对煤矿巷道围岩稳定性影响研究

为了确定采场布局和回采顺序,确保巷道围岩的相对稳定,分析了矿井所处的地应力状态、类型和作用特征。采用水压致裂地应力测量仪以及水压致裂法系统地对15号煤层进行地应力现场实测,得到不同位置的地应力数据。通过对实测数据的系统分析,得出盘区范围内地应力场的分布规律、巷道顶板稳定性受最大水平地应力的影响程度以及不同掘进方向巷道状况的差异。研究结果为采场合理布置及煤矿巷道支护设计强度提供计算参数,对于井巷布置和矿山安全高效生产具有重要指导意义。     

地应力及其对巷道稳定性的影响分析

根据葛店煤矿实际条件，分析了该区的地质构造特征，采用空心包体应力解除方法进行了地应力测量，获得了该区地应力的定性及定量资料。初步分析了地应力对巷道稳定性的影响。     

三维地应力水平对矩形巷道稳定性分析

地应力是影响巷道稳定性的重要因素之一。文章结合王庄煤矿+540采区实际工程地质条件,基于矩形巷道应力现场测试数据,对矩形巷道周围的应力变化进行了分析。并基于FLAC 3D和DDA数值模拟软件,分析了矩形巷道尺寸对围岩应力的影响,以及三维地应力水平对矩形巷道的稳定性。结果表明,在一定范围内,地应力侧压比λ与巷道顶板位移成正比,而超出这一范围,顶板位移随着λ值的增大反而减少。     

动压影响下巷道围岩稳定性模拟研究

随着开采深度的不断增加,巷道围岩稳定性也越来越差,尤其是受动压影响下的巷道围岩稳定性研究更是一个极具挑战性的研究课题.采用数值模拟软件ANSYS对动压影响下的巷道围岩稳定性进行数值模拟研究.研究表明:巷道顶底部受到的竖直应力是引起巷道变形破坏的主要作用力.     

软弱夹层对金矿深部巷道围岩稳定性影响研究

含软弱夹层巷道围岩稳定性是黔西南金矿深部开采过程中遇到的一大难题。为保障矿山安全高效生产,采用FLAC3D模拟软件建立不同软弱夹层产状对巷道围岩稳定性影响的分析模型,研究巷道埋深、软弱夹层倾角和位置对巷道工作面稳定性的影响。结果表明：随着埋深的增加,巷道围岩变形量和塑性区体积均逐渐增大;当软弱夹层倾角在0°～40°范围内时,随着倾角的增加,巷道围岩变形量和塑性区体积均逐渐增大;当软弱夹层倾角大于0°时,巷道表面位移呈现不对称性：左拱肩>右拱肩,左帮>右帮,左拱脚<右拱脚,且随着角度的增大,这种不对称性更加明显;随着软弱夹层距巷道顶板距离的增加,巷道表面位移逐渐减小,巷道不对称变形的程度变小,围岩的塑性区体积逐渐变小。研究结果可为类似巷道工程支护提供一定的参考依据。     

采空区巷道围岩应力分布及稳定性分析

针对煤峪口矿上煤层与下煤层距离太近,建立上覆煤层采空区数值模型,通过分析12#煤层采空区对14#煤层巷道围岩的影响,在FLAC3D中对围岩的应力和塑性区分布规律以及巷道位移量变化的分析,实际表明:进行巷道支护后,在前30 d内,巷道位移量变化相对较大,收敛速率和顶板移近速率分别为1.8 mm/d、1.64 mm/d;在...     

矩形巷道围岩应力分布规律模拟试验研究

矩形巷道围岩应力分布规律较为复杂,且与地应力、地质构造、围岩岩性等因素有关。在理论分析的基础上,采用相似模拟试验的研究方法,通过对不同围岩强度等级的矩形巷道围岩应力分布规律开展研究,进一步揭示矩形巷道开挖后围岩的次生应力场分布规律。研究结果表明:矩形巷道开挖后帮部重分布的次生应力场会形成较高的集中应力,应力集中系数平均达到3.0;矩形巷道围岩的应力转移及分布是一个复杂的动态变化过程,其变化与围岩的强度有很大关系。     

受上覆采空区影响的工作面巷道围岩应力分布规律测试研究

多煤层开采引起的应力场叠加效应是引起煤矿深部煤与瓦斯突出、冲击地压及大变形失稳等灾害的重要原因之一。受上覆丁5,6-22260工作面采空区影响,平煤股份六矿戊8-32020工作面掘进过程中矿压显现剧烈,灾害发生风险较高。为揭示受影响掘进工作面巷道围岩应力分布规律,基于流变应力恢复法软岩应力测试技术,开展戊8-32020回风巷围岩应力现场测试研究。结果表明：上覆采空区对工作面应力分布的影响主要集中在自重应力方向,应力集中系数达1.75,水平方向应力影响相对较小|随着与采空区距离的增加,戊8-32020工作面回风巷围岩应力呈现先增加后逐渐减小的趋势|通过数据拟合预测了采空区的影响范围为戊8-32020回风巷右侧约75m,即距离采空区水平距离约146m。     

巷道顶板围岩稳定性与上覆泥沙突出规律研究

针对煤矿井下发生泥沙突出灾害事故造成大量的人员伤亡和财产损失等安全问题,现结合理论分析、数值模拟和统计回归分析的方法,研究巷道顶板围岩稳定性与矿井泥沙突出事故发生的规律。利用FLAC3D软件模拟多因素耦合作用下,巷道与含泥沙构造间岩层稳定关系,并根据中间围岩塑性破坏区是否连通判断其稳定性和安全性。采用正交设计试验表列出综合影响因素的试验方案,模拟得出每个方案围岩稳定时的安全距离。通过多元回归分析,建立多因素耦合影响的安全距离预测模型,为矿井泥沙突出事故发生风险进行评估和预警,并为煤矿巷道布置或施工留设安全距离时提供科学依据。     

巷道围岩地应力原位实测技术应用及分析

为了解决陕西某煤矿浅部和深部地质结构变化较大,导致巷道变形不统一的问题,采用空芯包体应力计对该煤矿巷道围岩进行地应力实测,获取各测点地应力状态,并分析其分布特征。依据地应力测试结果,对原有支护方案进行了优化。     

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。     

沿空动压巷道围岩稳定性模拟研究

针对综放沿空动压巷道围岩稳定性进行了模拟研究,分析了沿空动压巷道围岩受邻近工作面回采全过程下位移场、应力场及塑性区的分布特征和变化规律。研究结果对制定沿空动压巷道围岩的控制对策起到了指导作用。     

近距离空间交叉巷道围岩稳定性研究

以新疆阿吾孜苏煤矿具体工程为例,利用FLAC3D软件对不同角度、垂距、围岩强度的交叉段巷道围岩变形特征及规律进行分析。探讨不同条件下交叉巷道交叉段的围岩变形情况,运用灰色关联度分析获得各影响因素对空间交叉巷道稳定性的影响程度,为空间交叉巷道施工和巷道交叉段的支护设计提供有效的参考依据。     

不同留巷煤柱宽度时巷道围岩的应力分布研究

为了保证煤矿安全生产并提高采出率,采用了小煤柱留巷技术,而煤柱的留设宽度影响到巷道的质量。采用摩尔—库仑模型对岩层、煤层进行模拟,通过合理简化模型,应用FLAC软件对留设5,8,10,25,35 m煤柱宽度时巷道围岩的应力分布进行了模拟。经比较分析,认为煤柱宽度为8 m时较为合适。该结论为合理确定留巷煤柱宽度提供了依据。