镇沅金矿松软破碎岩体巷道稳定性分析及支护技术

针对镇沅金矿巷道围岩松软破碎的情况,采用理论计算、数值模拟和现场试验相结合的方式,对冬瓜林矿段1473 m中段巷道围岩进行了地压估算、巷道结构面调查和点荷载强度试验,分析了巷道破坏的原因,总结了巷道破坏形式,建立了巷道破坏形式的力学模型,最终分析确定了巷道破坏时的围岩受力状态.采用锚注联合支护的方式对松软破碎岩体巷道进...     

龙首矿破碎岩体掘进平巷支护实践

介绍了龙首矿矿区地区条件、在破碎岩体内掘进平巷支护的几种常用方法及效果。指出，用木材、混凝土预制块、钢筋混凝土、Ｕ形金属支架等方法，不能彻底解决该矿区巷道支护问题，应采用复合支护法，即在小断面巷道，用马蹄形的喷锚风联合支护；在大断面巷道采和矮直墙三心拱砌块加喷锚网或加钢筋混凝土复合支护。     

高海拔破碎围岩排水巷道锚索支护参数优化

合理的支护形式与支护参数是确保巷道围岩稳定的关键。巨龙铜矿排水巷道Ⅳ级围岩区域采用锚杆+金属网+喷浆进行联合支护效果较差。针对巨龙铜矿Ⅳ级围岩区域支护存在的问题,在现有支护基础上增加锚索和钢拱架支护,同时增加喷浆厚度。设计了不同锚索支护参数,利用有限元数值模拟软件进行了锚索支护参数优化。结果表明：巷道围岩顶板处存在明显应力集中现象。随着锚索支护参数增加,巷道顶板处最大应力值增加。随着锚索间排距增大,巷道顶板最大位移增加,锚杆间距由1.2 m增加至2.0 m,巷道顶板位移分别为4 mm、4.38 mm、4.82 mm。锚索最优支护参数为1.6 m×2.4 m。研究结果为类似巷道锚索支护参数选取提供了理论参考。     

膨胀软岩巷道支护数值模拟研究

膨胀性软岩巷道开挖后存在膨胀变形破坏严重、返修频繁、支护成本居高不下的难题。为实现巷道的安全经济使用,提出了“树脂锚杆+锚网+U型可伸缩钢拱架”的主被动相结合的联合支护方案,对不同支护参数下的围岩变形进行了数值模拟研究,计算结果表明：未支护情况下,巷道底鼓与顶板沉降最高可达125 cm,并在巷道周围形成了（0.35～0.75） MPa的压应力;数值锚杆间排距0.8 m、锚杆长度1.8 m、拱架间距0.5 m时能够很好的控制膨胀性软岩的变形,同时降低支护成本,为澜沧铅矿巷道支护提供依据,并对类似矿山提供借鉴。     

软岩巷道支护参数的数值模拟研究

对于巷道开挖后出现的失稳情况,采用数值模拟对巷道顶板、两帮及底板的稳定性进行研究,结合研究成果制定经济合理的治理措施。本文引进大型三维非线性有限单元法程序3D—σ,对巷道开挖后顶板、两帮、底板的稳定性及采取措施进行加固后巷道的稳定性进行分析和模拟,对矿山实际生产有一定指导作用。     

基于FLAC3D数值模拟的采空区稳定性分析

采空区规模的不断扩大,给矿山安全生产带来了极大的威胁。应用数值模拟方法,能够系统地分析采空区周围岩体的应力分布规律和变形趋势,鉴于拉格朗日算法的FLAC 3D程序适合于求解岩土力学工程中非线性的大变形问题。以石人沟铁矿为工程背景,运用FLAC 3D对采空区的稳定性进行了数值模拟分析,并得到空区围岩的应力应变分布规律,对空区的稳定性进行了科学分析与评价,提出了应及时处理采空区的建议。     

金川矿区高应力破碎岩体条件下的巷道支护技术与工程实践

金川矿区是我国有色金属行业中特大型的地下矿山，该矿区工程地质条件复杂，岩体软弱破碎，地压大，大部分巷道处于不良岩层中，巷道支护是金川镍矿面临的一个严峻的问题。本文较系统的总结了金川矿区采用的各种巷道支护方式的支护效果，尤其是对喷锚网支护、巷道注浆加固支护、多种支护方式的联合支护技术进行了详细的阐述。并根据金川矿区多年来的工程实践经验，总结推荐出了在类似的高应力破碎岩体条件下各种井巷工程的最佳支护方式。     

破碎岩体巷道非对称破坏与变形规律定量预计与评价

在综合分析区域地质(震)特征、岩体空间变异性特征、开采技术条件和支护模式的基础上,利用FLAC^3D程序,定量评价了破碎岩体巷道非对称破坏与变形特征.与现场监测对比分析表明,顶部破碎岩层深度、劣化后的岩体强度以及支护模式的合理性等对巷道岩体破坏的影响比较显著,锚杆(索)将破碎岩体与深层稳定岩体承接起来共同控制结构稳定性,从而进一步验证了计算模型的正确性和可行性.工程实践表明,加固后完整稳定顶部岩体与两帮煤体共同控制了非对称载荷作用和煤壁力学强度的劣化,减少了非对称变形、煤壁挤压及滑落失稳,进而有效遏制冒顶的发生.     

深部软岩巷道支护方案数值模拟研究

为确定某煤矿安全生产的巷道支护方案,以其601综采工作面顺槽开挖为背景,利用FLAC2D数值软件模拟,并对比分析了有无预应力桁架两种支护方案下巷道围岩的位移.应力和塑性区分布状态. 结果表明:采用原支护方案时,巷道顶板.两肩角及两帮等多处出现应力集中,塑性区域较大,并且巷道的变形量大,两帮的变形位移高达1 m;采用预应力桁架支护时,巷道顶板应力分布状况良好,只有两肩角及两帮深处岩体出现了应力集中,但塑性区域明显减小,巷道变形有较大改善,两帮变形位移降至0.0106 m,深部软岩巷道的损伤变形降低显著,在实际应用中取得了良好的效果,为煤巷支护设计提供了一种可行的方法.      

岩体边坡渐进破坏的物理模拟和数值模拟研究

为了揭示岩体边坡渐进破坏的机理,在对边坡渐进破坏进行物理模拟的同时,应用ＦＬＡＣ软件对边坡渐进破坏过程进行了数值模拟。研究表明,只有将物理模拟和ＦＬＡＣ数值模拟相结合,才能既从表象上又从本质上揭示出边坡渐进破坏的机理。     

软破岩体底部结构支护模拟试验研究

针对软破岩体采场底部结构在开采过程中遇到的地压显现问题,利用Midas和Flac3D建立相似模拟模型,并计算顶底板位移和塑性区体积大小,对比分析多种支护方案,发现管缝锚杆+喷浆支护的位移控制效果最好,树脂锚杆在综合控制巷道稳定性方面效果最好,但基本上不能控制巷道位移。     

锚杆支护参数对围岩稳定性的影响分析

以九顶山铜钼矿为例，利用3D-σ软件对锚杆支护的不同方案进行数值模拟，通过数值模拟结果分析锚杆支护参数对围岩稳定性的影响。     

数值模拟在锚杆支护技术中的应用

介绍国内外锚杆支护的应用现状,阐述数值模拟技术在锚杆支护机理,锚杆支护参数的选择,锚杆支护设计及工艺中的应用,说明数值模拟技术在锚杆支护应用中的可行性,同时指出应用中所存在的一些问题.     

冲击载荷作用下岩石破碎数值模拟及试验研究

运用数值模拟方法研究了冲击载荷作用下的岩石微观结构特性变化,通过对岩石内部应力分布及裂纹分布图可以得出冲击载荷破岩时岩石内部在垂直方向产生一个拉应力区和一个压应力区,刀具下方的拉应力最大;中间裂纹扩展速度比径向和侧向裂纹都要快,裂纹面呈三角形状。在多功能试验装置上对花岗岩进行冲击载荷破岩试验,试验结果表明:单纯提高冲击载荷对破岩效果不会有很大的提高,存在一个最佳破岩冲击能(63J)。     

复杂破碎巷道支护效果分析与评价

金川集团龙首矿为高应力复杂破碎岩体,矿区岩体流变特性显著,巷道围岩变形量大,变形持续时间长;为有效控制巷道收敛变形,矿山采用了双层喷锚网支护的支护加固措施。为探究矿山当前的巷道支护效果,进行了现场锚杆应力和巷道收敛变形监测,结果表明:巷道锚杆整体托锚力较低,一般为锚杆锚固能力的6.67%～23.33%,为此提出了增强支护效果的建议措施;巷道围岩变形量呈现缓慢增加趋势,变形速率有减缓趋势,水平方向收敛大于垂直方向收敛,平均收敛速率0.09～0.19mm/d,处于减速变形阶段,巷道整体稳定状态良好,取得了相对较好的支护加固效果。     

基于FLAC-3D数值模拟采场底部结构设计研究

为实现破碎、易氧化结块、高硫矿体安全、高效回采,对矿块底部结构进行设计研究;通过数值模拟得出的应力、应变和塑性区指标对底部结构的稳定性进行分析评价;并提出了矿块回采时,应采用底部结构形式的建议.     

岩石Kaiser效应数值模拟确定岩石均质度及在某钨矿的应用

阐述了岩石Kaiser效应的产生机制及国内外的发展和研究现状,分析了该领域目前研究存在的难题;结合岩石试样的特性,对试样均质度参数进行试选,通过岩石Kaiser效应的数值模拟的方式方法,对岩石声发射应力与声发射能量时间序列分布关系图进行了分析,得到了与现场采用钻孔应力解除法较为一致的结果。     

基于PFC2D-DFN的自然崩落法数值模拟研究

采用二维颗粒流软件PFC2D构建矿山模型,引入符合矿山实际节理产状的DFN网络,基于室内岩石试验及矿山实际崩落情况,标定模拟所用细观参数。以某工程应用为实例,模拟分析崩落破坏机理与崩落区演化趋势。结果表明：裂纹发起于推进面与顶板交界处,在拱形区域内密集扩展、贯通,矿岩破裂以节理拉伸破坏为主,矿堆以岩石剪切破坏为主;崩落区前期呈拱形演化,崩透地表后引起邻近高陡边坡滑动;部分拉底仅造成新开挖顶板上方局部崩落。该研究结果可对矿山崩落采矿起到指导作用。