高应力岩层巷道钻孔爆破卸压技术

为了深入研究深部高应力岩层巷道围岩松动爆破卸压技术,针对高应力巷道围岩受采动影响的变形破坏特点,采用FLAC数值模拟软件对深部动压巷道围岩进行了松动爆破卸压模拟,结果表明在松动区域轴向平行于巷道顶板和帮部时,在距巷道顶板和帮部围岩5 m处进行爆破,可以在巷道周围形成一个松动区域,使巷道围岩浅部应力与深部集中高应力隔离开,达到巷道围岩集中应力向深部转移和改善巷道围岩受力状态的目的.通过工程实践,验证了模拟方案的合理性,并使爆破参数得到了优化.     

周边控制爆破引起的围岩松动效应分析

为了把握爆炸引起的围岩松动机制，确定围岩松动范围大小，对周边控制爆破引起的围岩松动效应进行了初步研究。定性分析了爆破方法与围岩松动范围大小的关系，从理论上给出了确定周边控制爆破引起的围岩松动范围大小的计算方法，提出以围岩松动范围Ｌ作为衡量爆破引起的围岩松动效应强弱的指标，实例计算与分析表明，采用低能量炸药和不偶合装药是减小围岩松动效应的有效途径。     

高应力巷道围岩应力转移技术与工程应用研究

高应力巷道围岩塑性区、破碎区范围大,在其服务期间围岩破坏严重,巷道支护成本很高、造成资源开采极端困难,是巷道围岩控制中的关键问题,也是研究的前沿和重点。对于极难维护的高应力巷道,将巷道围岩应力从浅部转移到深部是控制巷道围岩变形、保持巷道良好维护状态的根本技术途径。针对不同巷道围岩条件和控制要求,通过理论研究、力学计算与工程实践,提出了巷道顶板掘巷松动爆破、巷道底板掘巷松动爆破、上行开采、巷道底板松动爆破再注浆加固和巷道迎头超前开槽(孔)等5项应力转移新技术。实践表明,提出的应力转移技术为高应力巷道治理及其它地下工程支护提供了新技术支撑,具有广阔的推广应用前景。     

基于围岩应力监测和振动监测的采场稳定性研究

采用自主设计的多功能监测杆对某金属矿采场开挖过程中的围岩稳定性进行实时监测，记录采场回采过程中监测杆长度范围内岩层垂直方向应力变化和围岩振动事件。结果表明，开挖面积增大会导致围岩所受应力和峰值速度呈现上升趋势，反映出围岩内部发生破裂次数增多，围岩稳定性下降，松动圈深度增加。对于采用集中端头锚固式锚杆进行支护的矿山，锚杆长度大于松动圈深度时，能更有效地控制松动圈演化和岩体冒落。该采场完成为期一个月的开采后，岩层沉降使监测杆长度范围内岩层垂直方向应力增加约3.9 MPa,振动事件强度满足我国爆破振动安全许可标准，综合评价围岩稳定性较好。     

软岩巷道稳定性影响因素及其支护理论探讨

根据生产矿山软岩巷道易发生破坏的现象,指出了影响软岩巷道稳定的主要因素是采场地应力、井下爆破和支护设计,并就这三者的影响方式进行了分析。同时,根据围岩松动圈支护理论的合理性,提出了爆破动载(采动)松动圈支护理论,认为:围岩松动圈厚度是动态变化的,软岩巷道的安全支护是使支护系统能承受住生产过程中围岩所产生的最大有害变形。     

多次爆破振动下巷道围岩松动圈变化规律研究

为了探究巷道围岩在多次爆破振动下松动圈的变化规律,通过单孔超声波测试技术测定了每一次爆破后围岩松动圈的变化范围。根据测试结果确定出8次爆破后各测点松动圈大小相比爆破前平均增大了2.25%,最终巷道围岩松动圈范围为1.14 m左右。结果表明:在多次爆破振动的反复作用下,围岩松动圈在增大,但并不是每一次爆破振动都会引起围岩松动圈的改变。同时对于爆源中远区,爆破振动对各测点松动圈的影响是随机的,和爆心距没有一定的相关性。     

锚喷支护与光面爆破设计的整体性

围岩松动圈的大小体现了巷道的稳定性，是确定锚喷支护的依据，本文从爆破形成围岩松动圈角度论述锚喷支护与光面爆破设计的整体性。     

锚喷支护与光面爆破设计的整体性

围岩松动圈的大小体现了巷道的稳定性，是确定锚喷支护的依据。本文从爆破形成围岩松动圈角度论述锚喷支护与光面爆破设计的整体性     

应用物探方法探测硐室围岩爆破松动圈工程实例

爆破松动圈是对岩石爆破后在岩石内形成的渐变岩石变形区.综合(两种以上)物探作为一种间接的、十分有效的面积性勘察手段,可快速查明爆破松动圈的深度和范围.本文以四渡河特大桥宜昌岸隧道锚硐围岩爆破松动圈探测为例,介绍采用物探方法探测锚硐围岩爆破松动圈的应用成果,探地雷达查明了爆破松动圈厚度、清晰划分了爆破扰动界面,瑞雷波法从波速角度对爆破松动圈完整性进行了定量评价,最后对爆破松动圈特征及对工程影响程度进行了分析.上述实践证明,应用综合物探方法进行爆破松动圈探测是一种行之有效的方法.     

锚喷井巷围岩松动圈的测定

近年来我国已在煤炭、冶金、水电、交通等部门广泛应用了锚喷支护和光面爆破,在生产实践中收到了明显的效果。在巷道掘进过程中,由于爆破和井巷开挖使围岩产生形变,形成松动圈,应力也将重新分布,这直接影响到锚喷参数的选择。松动圈的大小与岩石种类、赋存状态和爆破方法等因     

冲击地压应力状态及卸压治理数值模拟

深部开采中的冲击地压现象与巷道、采场围岩的应力状态密切相关,通过爆破卸压改变围岩的应力状态是最为直接和有效的治理措施．采用FLAC^3D对典型冲击地压巷道的应力状态进行了数值模拟,结果显示由于开挖卸荷作用引起的应力集中区域是冲击地压现象频发的部位．提出了两种孔深10m以及延伸辅助眼浅孔3种卸压治理方案,分别模拟卸压后围岩的应力分布状态,结果表明：3种方案都起到了缓解区域应力集中的效果,但延伸辅助眼浅孔方案卸压效果更明显,且打孔及装药容易,与掘进工作同步,是一种经济有效的治理方案．     

关于软岩巷道底板深部松动爆破的探讨

通过对倾斜软岩巷道底鼓特征的研究,得出了高地应力作用下,采用底板深部松动爆破法的可行方案,研究单面卸压技术参数,并对施工关键环节加以论述,为现场应用提供指导。     

深部大变形软岩巷道返修支护对策研究

淮南矿业集团望峰岗矿-817水平内水仓埋深约850 m,虽经多次返修,但其围岩难以维护稳定.根据地应力场和巷道变形破坏原因的分析,对该水仓巷道原支护方案进行了调整,在返修支护方案中增加了底部反拱,并采用钢纤维混凝土喷层.利用FLAC软件的用户自定义损伤本构模型（UDM）对无支护、原支护方案以及返修支护方案的深部开挖损伤区进行了数值分析,结果表明返修支护方案可以减小开挖损伤区.现场试验结果表明,返修支护方案能够维持围岩巷道的稳定.     

硐室的围岩稳定性反分析

据尖山铁矿破碎机硐室的围岩稳定性监测数据，采用适宜的理论及经验公式，利用简化的几何及力学模型，进行硐室围岩物理力学参数的反分析计算。据此，得出围岩的应力分布规律，进行围岩稳定性分析。     

高地应力区地下硐室断面形状的选择方法

过去硐室形状优化一般是在围岩为弹性的假定下进行的，若原岩地应务很大时，可能再好的硐室断面３也不能避免围岩的破坏，此时按弹性假定找出的硐室形状能否是最优。用算例给出了回答：按此方法确定的硐形，就硐室围岩的破坏程度而言，与其他硐形相比，仍然是最优的。     

岩石巷道锚杆支护系统可靠性研究

 针对取消喷射混凝上支护后的中等稳定岩石巷道,在对围岩应力分析及围岩松动圈厚度计算的基础上,运用锚杆支护的理论,对采用的锚杆支护系统进行了设计研究。系统的可靠性分析和矿压观测表明：研究设计的锚杆支护系统及选取的支护参数,能够保证巷道的稳定性,锚杆支护系统的设计是可靠的。     

深部巷道等强支护控制理论

本文调查了大量的煤矿巷道现场破坏案例,提炼了6类15种典型破坏模式,分析了圆形与矩形巷道的围岩受力特征及应力分布规律。基于巷道围岩梯度破坏机理及矩形巷道等强梁支护模型,提出了深部巷道等强支护控制理论力学概念模型,即根据巷道围岩受力特征,采用开槽卸压、注浆加固、锚杆(索)主动支护、钢管混凝土被动支护等综合手段,有效调整巷道围岩的应力状态,以期实现不同位置围岩能够达到安全且与地应力比相匹配的等效应力状态,获得应力分布趋于均匀、塑性区范围相似的理想状态。给出了不同埋深、不同断面形状巷道所需的等强支护强度计算公式,数值模拟了圆形与矩形巷道在等强支护前、后围岩应力变化,验证了等强支护后围岩应力场能明显改善。等强支护控制模型一定程度上为深部巷道围岩控制提供了理论和实践指导。     

采动影响下陡倾断层面对岩移的屏障效应及其发生机制

为研究采动影响下陡倾断层面对岩体移动的屏障效应及其发生机制,基于数值模拟方法,分析了采空区分别位于断层面上盘和下盘时,断层面对围岩位移场和应力场的影响。结果表明:假定条件下,采动影响范围内的断层面破坏了岩体移动和变形的连续性和协调性,影响了围岩应力的传播,具有一定的屏障效应;断层面上盘开采比在下盘开采引起的断层面两侧围岩位移差和应力差更大,采动产生的卸围压效应更强,并揭示了陡倾断层面对岩移屏障效应的发生机制。研究成果对于断层影响下岩体移动范围的确定具有重要的意义。     

预应力锚杆锚固段应力分布规律及分析

为揭示预应力锚固机理及优化围岩支护参数,基于前人对锚固力的研究,对锚杆—围岩系统进行理论分析,得出弹性状态下围岩体内剪应力及压应力分布表达式,借助Matlab数值计算软件,计算不同锚固方式、围岩性质、锚杆直径及预紧力下预应力在杆体及围岩中的分布情况。结果表明:不同锚固方式下,预应力分布形式基本相同,作用范围不同,加长锚固方式可增大预应力的作用范围;预应力锚固在软岩中的效果较硬岩好;增加锚杆直径可以改善黏锚力在围岩中的扩散效果;增加预紧力无法改变锚固段预应力扩散范围,但可以提高其应力峰值,同时可提高孔口附近围岩的压应力,对表层围岩应力状态的改善效果较好。     

基于围岩变形的全长粘结型锚杆受力特征研究王明阳 侯克鹏 熊昊 孙华芬

为研究围岩变形与锚杆相互作用关系,基于围岩变形推导出仅由围岩变形引起的巷道全长粘结型锚杆界面剪应力解析式,通过解析式分析锚杆界面剪应力影响因素,根据中性点理论,将锚杆分为两段,中性点前和中性点之后,将围岩变形以及引起围岩变形的内力以应变能的形式代入,求出锚杆中性点前剪应力解析式,基于中性点理论求出锚杆中性点后锚杆界面剪应力解析式,从而得到锚杆整个界面剪应力及轴力表达式。研究结果表明：(1)通过锚杆界面应力解析式得到影响全长粘结型锚杆界面剪应力的因素有锚杆和锚固剂直径、弹性模量和围岩测压系数;(2)水平地应力是影响围岩变形的主要因素,相关研究成果可以为锚杆支护设计提供一种理论依据。