深井地应力测量分析与巷道布置优化研究

针对朱仙庄煤矿南翼Ⅱ水平开拓巷道围岩变形大、难以控制问题,应用应力解除法测试获得了该矿南翼Ⅱ水平地应力场分布规律并结合数值模拟试验分析了σHV型地应力场巷道布置与最大主应力的关系。     

王家岭矿地应力测量及矿区地应力场分布规律

为了解王家岭矿区地应力场分布规律,通过实测,获得了该矿区12个测点的三维应力大小和方向.根据实测结果,对该矿区地应力场的分布规律进行了分析和研究.研究结果表明:矿区地应力场是以水平构造应力为主导的,实测最大水平主应力平均为自重应力的2.34倍,垂直主应力值基本上等于或略大于自重应力值;该区构造应力场的最大主应力方向为N...     

千米深井地应力测试技术研究与应用

为掌握邢东矿地应力场分布情况,开展了地应力测量的研究。通过综合对比空心包体钻孔应力解除和水压致裂2种常用的方法,确定选择用空心包体应力解除法测量地应力。在现场选取2个测点,测试结果表明,邢东矿地应力总体较大,原岩应力场以水平应力为主,2个测点的最大侧压系数为1.81,存在构造应力,并且地应力场分布均匀,为邢东矿支护设计提供了基础数据。     

比德煤矿地应力场测试及分布规律

根据应力解除法的基本原理,采用KX-81型空心包体应变计、完全温度补偿和智能化、数字化应变仪等技术,测试了比德煤矿的原岩应力,其结果表明:矿区原岩受到岩体自重应力和构造应力的共同作用,最大主应力σ1和最小主应力σ3为水平方向,中间主应力σ2为铅垂方向,并约等于上覆岩层的自重应力,且3个主应力大小与埋深呈线性关系。根椐地应力测试结果,分析了矿井巷道布置与地应力的关系,得到巷道受力的边界条件,为深入研究巷道稳定性与支护设计提供了科学的理论依据。     

星村矿深部采区地应力分布特征及与 地质构造关系研究

深部采区地质应力环境复杂,对巷道围岩大变形破坏影响突出,因此,对深部采区进行地应力测量,分析地应力场分布特征对巷道设计与维护具有重要意义。星村矿最大开采深度已超过1 300 m,西翼深部采区轨道及回风大巷均发生非对称大变形破坏问题。为了研究其破坏机理并针对性治理,现场采用空芯包体应力解除法对矿区2条大巷的4个测点进行了地应力原位测量。结果表明:1)每个测点均有2个主应力方向接近水平,另一主应力方向接近于垂直;2)实测最大水平主应力是自重应力的1.60～1.67倍,表明应力场是以水平构造应力为主导,且均为压应力;3)各测点垂向应力基本等于或大于上覆岩层重量;4)实测最大主应力平均方位角为129.8°,方向呈NW-SE向。同时结合地应力场与地质构造关系分析认为,该地区郯庐断裂对矿区的构造有控制作用,区域构造应力场的方向与实测最大主应力方向结果相一致。     

贵州开阳磷矿三维地应力场测量及分布规律研究

贵州开阳磷矿属于国内埋藏较深的特大型地下磷矿山之一,矿区范围广大,地质构造非常复杂,具备发生岩爆灾害的潜在条件。为了解矿区地应力场状态及分布特征,采用瑞典LUT地应力测定系统开展了三维地应力测量工作。通过现场实测,获得该矿区4个矿段的3个中段共9个测点的三维地应力场状态,发现最大主应力的主导方向为NE-SW向,最大主应力值随着深度增加而增大,最深处达到了34 MPa以上,矿区水平构造应力明显,与该区域的地质构造相吻合。     

大屯孔庄煤矿深部地应力测量研究

随着开采深度的不断加大,地应力也随之增大。为了实现深井高地应力环境下井巷工程的稳定,提高支护设计的针对性和科学性,必须弄清井田内地应力分布规律。通过对孔庄矿深部地应力的测量和分析,揭示了该矿深部区域的地应力情况。     

平煤股份一矿深部地应力现场测试与分析

采用水压致裂法对平煤股份一矿延主运输巷进行地应力测试,分析了矿区地应力的分布特征。测试结果表明:矿井深部已属高地应力区;矿区最大主应力为近水平方向,受构造应力控制;3个主应力与埋深呈近似线性增大关系。测量结果可为矿井巷道变形机理、支护理论研究和施工提供依据。     

某金属矿深部原岩应力测量及地应力场分布规律研究

为了探明某金属矿深部矿体开采区域的地应力状态,准确测量其开采矿体的地应力大小和方向,采用应力解除法,在矿区各中段的巷道内进行地应力现场测试.通过现场实测,得到了矿区5个水平各测点的原岩应力大小和方向,揭示了矿区原岩应力的分布规律.研究结果表明:矿区原岩应力场以水平构造应力为主,各方向应力值随深度增加而增加,岩性的变化对结果影响较小;最大主应力、最小主应力、中间主应力均随深度相对均匀地增长,侧应力系数随深度增加略有减少.     

滑动构造区煤矿地应力特征研究

滑动构造在整个豫西地区比较发育,嵩山煤矿受聚煤环境及构造影响,形成了典型的“三软”不稳定煤层,回采巷道表现出变形速度快、变形量大和强烈底鼓等特征。采用空心包体应力计和应力解除法进行现场实测,得到滑动构造条件下嵩山煤矿3个测点的地应力状态。研究结果表明：嵩山煤矿最大主应力和最小主应力是水平应力,中间主应力是垂直应力;最大水平主应力与最小水平主应力的平均值与垂直应力之比为0.96,最小水平主应力和最大水平主应力比值为0.47～0.52,地应力显示出很强的方向性。嵩山煤矿最大主应力方向与矿区水平构造应力和重力作用引起滑体运动方向基本一致;滑动构造主滑体与二1煤层及周围岩体距离较远,对其承受高应力和能量积累影响不大,滑动构造带对21和22采区地应力分布基本没有影响。地应力测试成果为矿井-365 m开采水平回采巷道变形机理和控制技术研究提供依据,对矿井深部-630 m水平以浅的巷道支护设计和安全开采有一定指导意义。     

北皂煤矿海域扩采区地应力测量与分析

基于北皂煤矿海域扩采区为三软地层,为了合理布置巷道,解决巷道支护较困难问题,采用地应力解除法,使用空芯包体应力计对海域扩采区进行了地应力测量,通过对所测数据进行分析得到了北皂煤矿海域扩采区水平构造应力与垂向应力的比值平均为1.56,地应力场以水平构造应力为主,最大主应力方向为北偏东约45,°因此建议巷道轴线方向应尽可能沿北东方向布置。     

某金矿深部开采地压研究

深部开采与浅部开采存在较大的不同,其中一个显著的特点就是高地应力。以某高地应力金矿深部开采为工程背景,基于数值模拟软件FLAC3D,对比分析留矿采矿法与使用三种不同强度充填材料的充填采矿法,研究采场在高地应力条件下的地压显现规律。通过研究发现随着采矿深度的加大,充填采矿法中采场顶部和底部的应力集中区、两帮围岩拉应力区范围及最大值均小于留矿采矿法,同时,围岩中产生的塑性区较小,说明充填采矿法较好地控制深部采场地压显现。     

平煤十二矿突出矿井综合防尘技术

为了解决粉尘对突出矿井的安全生产和人员健康带来的威胁,根据平煤十二矿的矿尘生成特点和原因,采用了综合防尘技术:对采煤工作面采取了高压喷雾负压二次降尘技术和深孔动压注水技术;在机掘工作面采用了综掘机高压外喷雾高效降尘和长压短抽的通风除尘技术;在钻孔作业中采用了矿用打钻孔口水射流除尘器和上行孔风水联动孔底降尘技术;在锚喷支护时采用了湿式混凝土拌喷机组。应用综合防尘技术以来,工作面粉尘含量减少了50%～60%,钻孔施工地点降尘率达到了90%以上。     

深部矿井地应力套筒致裂法测试技术

为方便简捷测试矿井深部原岩应力及提高测定精度,研究了套筒致裂法的2种地应力测试方式,即单孔套筒致裂法和控制致裂法。分析得出,前者由于受到主应力差的限制,应用具有一定局限性,后者测试需进行3个方向的控制致裂操作,测试工作量较大。为此综合这2种方法,提出了平行钻孔套筒致裂法进行地应力测试,该方法具有快速、简便的特点,并利用FLAC3D软件对其进行数值计算分析。结果表明：理论公式的计算结果是数值计算结果的0.89～1.00倍,两者基本吻合,证明了该方法的有效性。     

鹤岗煤田矿井深部开采巷道支护研究

依据对鹤岗地区煤田地质主要构造的研究,针对鹤岗煤田矿井深部开采巷道支护现存在的问题,提出了巷道支护改进方案,并应用到实际当中。实际应用表明,改进方案有效地控制了巷道两帮移近量和顶底板移近量,解决了煤矿深部巷道支护问题,保证了煤矿的日常生产。     

朝川矿一井回采巷道支护技术研究

采用动态锚杆支护方法,从地质条件、围岩性质、地质力学特征等方面出发,利用理论计算、工程类比和数值模拟等技术方法,对朝川矿一井己16-1721060工作面回采巷道支护进行初始设计。通过试验监测结果的反馈对初始设计方案进一步修改,最终确定试验巷道的设计方案。     

深井井底车场高地应力硐室群稳定性分析

针对淮南朱集煤矿井底车场中央水泵房这一深埋大断面大规模高地应力松软围岩硐室群的长期稳定性问题,通过数值模拟研究了水泵房开挖、支护后围岩变形和应力场分布特征,采用振弦式混凝土应变计、钢筋应力计、压力盒监测水泵房二次衬砌,获取了二次衬砌混凝土应变、钢筋应力、二次衬砌所受压力的演化规律,分析评价了水泵房围岩稳定性和钢筋混凝土二次衬砌受力状态及其稳定性。数值模拟结果与现场监测结果吻合较好,研究结果表明：一次支护和二次衬砌支护后,泵房围岩变形收敛稳定,二次衬砌受力状态良好,所受最大围岩压力为62．5MPa,安全可靠,钢筋应力值、混凝土应变均未超过强度值。     

局部降温技术在平煤十矿的研究与应用

 随着矿井开采深度逐渐增加,综合机械化程度不断提高,地热和设备向井下空气散发的热量显著增加,矿内高温、高湿环境严重影响井下作业人员的身体健康和生产效率,已造成灾害,矿井热害最终将成为制约开采深度的决定性因素。本文介绍了平煤集团十矿三水平己四回风下山巷道热害现状及产生原因,提出了相应的治理方案,并根据实际条件选型了巷道局部降温设备,选择了合适的冷热交换供、排水管路,在现场进行了应用,结果表明,该套设备和技术方法可以较好的降低风筒出风口温度和湿度,取得了明显效果。     

白坪矿大断面机头硐室结构强化机理及控制技术

采用理论与数值分析的方法对大断面硐室围岩稳定性进行了分析,反映了巷道断面尺寸的增加对围岩稳定性的影响,确定了大断面硐室支护承载结构薄弱的部位,同时针对这些薄弱部位,基于结构强化的机理,提出了深井大断面硐室结构补强加固技术,并对巷道帮顶与底板结构补强加固的效果进行了模拟分析。