深部巷道围岩破坏特征的数值模拟分析

针对深部巷道围岩失稳变形严重、围岩变形量大、应力集中程度高的支护特点,以淮南矿区丁集矿1422(3)工作面的巷道围岩为研究背景,运用理论分析和数值模拟的综合研究方法对深部巷道围岩的失稳变形机理及岩体破坏特征进行深入研究。相应探讨了围岩应力场的时空演化规律,揭示了围岩分区破裂的力学本质,为深部巷道的围岩治理及支护设计提供重要的理论参考。     

深部巷道围岩破坏机理分析与防治技术

随着矿井开采深度的增加 ,巷道开挖后变形加快 ,变形量加大 ,造成多次返修 ,不仅增加了巷道的维修费用 ,而且严重制约了矿井接续。通过对协庄煤矿深部巷道变形与破坏机理的分析 ,提出了切实有效的防治技术 ,取得了较好的效果。     

深部高应力巷道围岩破裂演化过程数值模拟

运用岩石破裂过程分析RFPA对不同围压下的深部高应力巷道围岩破裂演化过程进行了研究。通过模拟，再现了不同围压下的高应力巷道围岩破裂演化的全过程。据此，对比分析了模拟结果并探讨了深部巷道变形破坏类型。数值模拟结果表明，不同围压下的高应力巷道围岩破坏过程是有很大差别的；围压与顶压的对比关系决定了高应力巷道围岩破坏的主趋势和主要区域，这些区域应作为重点的加固区；巷道墙下角和拱部起拱线是破坏的重点部位，应作为重点加固区的重点；高应力巷道围岩破裂演化首先表现为较长阶段的缓慢递增变化，随后进入短暂的加速破裂阶段和宏观破坏阶段。因此，对巷道破坏过程的研究和工程现场具有重要的借鉴价值和现实意义。     

淮南矿区深部巷道围岩监测

随着淮南矿区采深的不断增加,岩巷地质条件更加复杂。通过对淮南矿区地质条件的调查,在对潘一矿、谢一矿的巷道监测进行调研的基础上对淮南矿区围岩监测技术作了新的试验,并结合工程实际对支护后的监测做了讨论,对今后监测工作具有一定的指导作用。     

深部巷道围岩变形机理及对策

本文在分析孙村煤矿深部巷道围岩变形原因的基础上，阐明了深部巷道围岩变形是采深、岩性和采动影响共同作用的结果，提出了用有效载荷系数（ＫγＨ／σ）的大小，来反映原岩应力、固定支承压力作用下巷道围岩的流变速度，进而提出了对巷道围岩变形的对策。     

矩形巷道围岩破坏规律数值模拟

运用岩石破裂过程分析系统(RFPA2D),对矩形巷道的破坏进行了数值模拟研究,通过对开挖后的应力分布、裂缝形成和发展及最终破坏模式进行数值计算和分析,获得了不同条件下矩形巷道的破坏规律.结果表明,矩形巷道由于其断面形状和围岩组成结构的关系,其开挖后的应力分布及破裂结果与其它形状巷道破坏模式明显不同.     

矿井深部巷道围岩变形破坏机理及支护技术

项目研究了重庆永荣太务局矿井巷道地应力随深度变化的规律、破碎岩体中弹性波传播特性、深部巷道围岩松动圈确定及松动圈与地应力变化规律、深部开采巷道受采动影响的围岩变形规律、深部巷道围岩分类、巷道围岩控制技术及支护技术、可回收锚杆技术及应用等。     

深部主要巷道围岩破坏机理与支护研究

本文在分析深部软岩大巷围岩的破坏机理，提出了深部软岩大巷合理的支护形式及其技术参数，旨出了合理的二次支护时间。     

深部巷道围岩控制系统分析

本文通过对深部巷道围岩控制系统特性的分析，提出深部巷道围岩与支护系统是一个可控的工程控制系统，它可以通过改善围岩特性参数、支护参数等达到改变围岩稳定性效果的目的，同时，监测围岩变形，利用其系统的反馈信息可确定适时控制的方法。文中应用控制论的理论和方法，建立了围岩与支护相互作用的控制模型，并从控制论观点出发，探讨了深部围岩控制的基本途径。     

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。     

新城金矿深部热环境分析及围岩温度测试

随着开采深度的增加,新城金矿已经进入深部开采阶段,逐步面临高温热害问题。鉴于此,开展地下深部热环境分析,分析矿区主要热源及其形成机理,应用工程热力学手段量测不同开采深度下巷道风流温度、湿度以及风速等环境因素。采用深孔测量法测定不同深度的围岩温度,研究地温梯度变化规律。测试结果表明,巷道风温、水温均随着开采深度的增加而增大,主要生产中段相对湿度在80% RH以上,矿区恒温带温度为23 ℃,正常地温梯度为0.018 ℃/m,调热圈半径为17~18 m。该结果为有效控制井下作业场所的热环境状况以及热害防治研究提供了基础数据。     

深热矿井巷道围岩的热分析

巷道围岩散热是一个复杂的非稳态过程,包括围岩内部的热传导和围岩与风流的对流热交换,着重从这两个方面对巷道围岩进行热分析。分析了巷道围岩调热圈和围岩内部温度场及其影响因素,以及围岩与风流热湿交换的显热和潜热。     

新城金矿深部矿体采矿方法研究

概述了新城金矿采矿方法沿革, 分析了浅部Ⅰ^#矿体和深部Ⅴ^#矿体开采技术经济条件的差异, 提出在深部Ⅴ^#矿体进行全分段预裂挤压一次爆破采矿法, 试验结果表明, 该方法是一种高效率、高强度、低成本的采矿方法, 可以在中厚以上、中等稳固以上的矿体中推广运用。     

布尔台矿回采巷道围岩破坏及支护研究

以数值模拟为研究手段,针对采动巷道围岩破坏规律进行分析,获得巷道围岩塑性区及主应力差值分布特征。结果表明:采动造成巷道围岩所受主应力大小和角度共同发生改变,以致于产生巷道非对称变形。为保证二次回采期间巷道服务正常进行,对其进行补强支护分析,补强支护方案较为合理。     

深井软岩巷道围岩变形数值模拟及支护优化

在淮南某矿-960m北翼C13底板轨道大巷围岩的力学性质参数的实验测试值以及现场围岩变形观测结果的基础上,运用Flac3D软件进行模拟计算,分析了该深井软岩巷道围岩的变形特性。模拟和监测表明:两帮收缩和底臌是深井软岩巷道围岩的主要变形,其中巷道底板的有效控制是保证巷道围岩稳定的关键。提出了以改进初次支护强度和增大底角锚杆角度、增加锚杆密度并配合全断面注浆为主要技术特点的支护方案。现场实践结果表明,该支护方案较适用于深井软岩巷道。     

深井高应力破碎围岩回采巷道围岩控制技术

张小楼井延深到-1025 m水平后,巷道支护问题突出,矿压显现明显,传统拱形棚支护无法满足安全生产的需要。通过对张小楼井-1025 m水平高应力破碎围岩进行分析,综合锚杆支护各种理论,提出了锚梁网索联合支护设计方案和施工质量控制方法,并在张小楼井24302工作面运输巷成功实施,解决了深井高应力破碎围岩控制的技术难题。     

深部矿井软岩回采巷道围岩松动圈厚度的确定与控制

软岩支护是巷道支护的一大难题,随着开采深度的增加和综放技术的应用,软岩回采巷道受采动压力和围岩压力的影响增大,围岩变形量大,控制十分困难。通过对围岩压力和松动圈分析,提出了松动圈厚度的确定方法和采用锚杆支护控制软岩回采巷道的技术措施。     

深部巷道围岩变形失稳的数值分析

采用Mohr-Coulomb塑性本构模型,Isotropic-Fluid-Flow本构模型,Fluid-MechanicalInteraction渗流计算模式,建立FLAC3D固流耦合的渗流计算模式的数值模型,采用"开挖-支护-再开挖"的模拟过程,模拟分析石嘴山一矿38区+600 m轨道巷的变形与破坏的机理,得出深部巷道变形破坏的关键部位,为深部巷道支护提供了新的理论依据。     

深井破碎围岩巷道变形机理及控制研究

为解决深井破碎围岩巷道的支护问题,针对薛湖煤矿西翼轨道大巷的地质状况,建立了巷道底鼓力学模型,研究巷道围岩的破坏特征及其影响因素,通过分析得出:巷道两帮围岩的破碎起到天然卸压作用,延缓了底鼓的产生,随着帮部岩体的压实,应力继续向底板传递,进而引发了巷道底鼓.据此提出针对深井破碎围岩巷道采用二次支护方法控制围岩变形的方案:即一次支护采用U型钢可缩性支架进行支护、二次支护采用锚注与锚梁网索联合支护,其最大的特点是将传统的滞后注浆改为适时注浆,为锚杆锚固作用的发挥提供支撑平台,提高了支护效率.通过数值模拟优化,确定了最终的支护参数,并进行了现场工业性试验,观测结果表明,巷道变形得到了有效控制,取得了较好的社会经济效益.     

深部巷道围岩热-固耦合分析及数值模拟

为了研究深部巷道围岩温度场、应力场的分布规律及其耦合作用,基于理论分析,得出热应力影响下巷道围岩应力场的解析解,并通过数值模拟和现场监测研究了热应力对围岩稳定性的影响。研究表明:围岩温度分布呈非线性变化,表层温度梯度大,围岩深部温度梯度小,且热应力与温度梯度呈正比;随着巷内温度与原岩温度差值的增大,围岩塑性区、应力场、位移场都有不同程度的增大;巷内温度在风流作用下,温度不断地变化,形成的热应力作为附加应力会对深部巷道围岩应力场施加变化的作用力,易使巷道围岩发生挠动失稳。