软岩巷道变形破坏机理及其支护对策

软岩巷道的变形破坏是困扰煤矿生产的一大技术难题。由于软岩巷道的变形机制复杂,造成变形破坏的影响因素非常多,如果没有有效的控制技术,对煤矿安全开采会造成一定的危害。因此,研究软岩巷道变形破坏机理及其支护对策对煤炭行业来说具有非常重要的意义。     

深部软岩巷道变形破坏机理及支护对策

针对鹤壁五矿三水平延伸轨道下山巷道破坏特征,对其变形破坏原因和支护对策进行了研究。结果表明:该巷道变形破坏主要是由于自重应力水平高、构造应力影响大、围岩条件差、支护设计不合理等因素造成的。为此,提出了锚网索喷+底角锚杆+柔层桁架支护设计方案,通过锚网索喷支护控制围岩有害变形,底角锚杆切断底板滑移线,柔性桁架保证巷道整体稳定,实现支护一体化、荷载均匀化,从而达到巷道稳定的目的。数值模拟和现场实验结果表明,该支护技术能够有效地控制深部软岩巷道变形,是一种有效的深部软岩巷道支护形式。     

软岩巷道变形破坏机理分析与支护对策研究

 针对榆树井煤矿总回风巷变形破坏情况,在巷道围岩矿物成分分析、岩石物理力学性质试验、松动圈测试以及地应力实测结果的基础上,分析了巷道变形破坏机理,提出了U型钢加锚网喷注联合支护结构。通过FLAC3D数值模拟验证支护设计的合理性。模拟结果表明,该联合支护方式有效地解决了软岩巷道的支护问题,具有较大的应用价值。     

软岩巷道流变破坏机理与合理支护时间的确定

根据岩石流变学原理,对软岩巷道围岩破坏机理进行定性地分析,运用Ｂｕｒｇｅｒｓ流变模型引入损伤变量,对圆形巷道粘弹性流变破坏规律进行定量的研究,提出了软岩巷道合理支护时间的确定方法。     

软岩巷道破坏机理及支护方法研究

新疆镜儿泉铜镍矿的地质构造情况特殊,开挖的巷道必须穿越软弱破碎带。分析了软岩巷道破坏的原因及软弱结构破坏失稳性的机理,结合软岩巷道的支护特点与支护原则,以及现阶段矿山巷道施工的特点,提出了该类矿山软岩破碎带巷道的支护方案。     

深部膨胀性软岩巷道变形特征及支护技术

以林南仓煤矿三水平东一胶带通路探巷掘进工程为背景,针对膨胀性软岩巷道难以支护的问题,系统分析总结了该类巷道变形破坏特征,并提出了架喷锚注耦合支护对策,即在该类巷道掘进初期大变形条件下采用承载能力较大的U型钢进行支护,配合喷浆封闭围岩,使U型钢受力均匀,最后注浆提高围岩承载能力的支护方案。运用FLAC3D数值模拟软件,对不同支护方案下软岩巷道的塑性区分布进行了研究。结果表明:架喷锚注支护下膨胀软岩巷道的变形破坏可以得到较好的控制。     

软岩巷道支护破坏分析及控制技术

通过对软岩巷道地质因素及支护设计等方面的研究,分析了软岩巷道支护破坏的主要机理,提出了合理规划巷道设计、正确选择支护结构及支护参数、增加围岩整体稳定性、提高围岩表面强度、刚柔并济释放应力、施加高预应力、控制巷道成型和治水封底管理等技术方案,有效解决了软岩巷道支护难题。     

基于流变模型的软岩巷道补强支护计算及数值模拟

针对渭北矿区软岩巷道后期持续不断的变形问题,提出U型钢支架补强支护方案,采用理论计算和数值模拟的方法对补强支护强度参数及支护效果进行研究。首先对该巷道主要围岩岩层进行了物理力学参数的测试,初步得知该巷道围岩属于膨胀性低强度软岩,具有很强的流变特性。巷道在初次支护后其后期变形主要为流变变形,以此为补强支护对象,进行基于流变模型的补强支护强度计算。最后采用FLAC3D数值模拟软件对补强支护效果进行分析,证明了该补强支护方案的合理性及有效性。     

松散破碎膨胀型软岩巷道支护技术研究

以盛源矿业公司牛西井软岩巷道为研究对象,首先分析了巷道支护面临的复杂地质条件与围岩破坏情况,然后进行了软岩巷道破坏机理分析,进而考虑软岩巷道的支护特点与支护原则,确定了软岩巷道支护方案与支护参数,最后对软岩巷道支护效果进行了数值模拟分析,验证了支护方案与支护参数的合理性,从而为类似条件的软岩巷道支护提供了参考依据。     

软岩巷道变形机理及支护技术

随着矿井开采深度增加,地质条件越来越复杂,软岩巷道支护问题成为一个难题。因此分析软岩巷道的各类破坏变形原因,提出有效支护方案是必要的。笔者通过探究软岩巷道变形机理,提出多种软岩巷道支护方式。     

基于贝叶斯网络的软岩巷道大变形影响因素分析

随着煤炭资源开采的深度和强度的大幅度增加,软岩条件巷道的维护出现了一系列新的控制难题,岩石性质、地应力类型、采场采动、含水层、巷道形状尺寸以及支护方案参数的选择等诸多因素耦合作用影响着软岩的位移量及巷道围岩应力场分布规律。为了实现对巷道围岩状态的实时定量化控制,将巷道监测数据通过全断面扫描仪等传感设备实时传入集控中心,利用贝叶斯神经网络方法进行软岩大变形相关影响因素参数分析,将巷道分段确定导致大变形的最高权重因素,并针对巷道断面形状、支护参数、支护方案以及回采工艺参数四个方面给出及时调整的最优方案。形成监测传感器-设备列车-集控中心-贝叶斯神经网络分析-方案定制-加强支护控制围岩的闭环机电智能化系统。可为类似条件下软岩巷道大变形机理与控制技术研究提供参考。     

软岩回采巷道底臌破坏机制与支护技术

软岩巷道底臌治理一直是软岩支护中重点攻关的难题之一,作为受采动压力影响的软岩回采巷道来说,巷道的底臌问题尤为突出。针对山东能源临矿集团上海庙矿区软岩大变形技术难题,首先从巷道底臌变形的力学机制入手,根据巷道围岩本构关系及应力作用模式,在结合朗肯压力理论的基础上建立了剪切错动型巷道底臌力学模型,导出了巷道底臌力源P_0的计算方程。计算分析知,当底臌压力P_0大于底板岩体的强度极限时,巷道底板岩体将发生剪切和扩容变形挤入巷道空间,随时间效应的加大最终导致巷道底臌;其次,结合建立的底臌力学模型,提出了一种与剪切错动型巷道底臌力学机理相适应的新型反底拱底臌控制技术,对反底拱伸出段、底板预应力锚杆和反底拱主体段3部分在底臌控制过程中的作用进行理论分析,揭示了其"控底-助帮"的底臌控制机理,并综合数值计算和正交实验的方法对新型反底拱结构的3个主要参数进行试验优化,模拟显示影响巷道底臌量指标的主要因素为底板超挖深度和反底拱伸出段长度,影响巷道两帮移近量指标的主要因素为反底拱伸出段长度;最后,通过对榆树井矿13803工作面回风巷原始支护条件下底板压力的验算,确定了底板围岩压力与矿井水的耦合作用是造成该巷道底臌的主要原因,并根据优化后的底板治理方案在榆树井煤矿13803工作面回风巷返修段进行工业性试验。工程实践表明,该项新技术控制软岩回采巷道底臌及两帮变形效果较好,有效保证了工作面回采期间巷道的稳定性。     

考虑损伤效应深部锚固巷道蠕变破坏模拟分析

首先通过深部泥岩数字散斑蠕变试验,发现分级加载第Ⅰ阶段泥岩试件表面变形集中现象明显,表明该岩体在较低应力水平开始出现损伤,并随着载荷级别增加,逐渐演化为一条剪切破裂带,直至整个试件发生破坏;然后引入损伤变量Dt,建立考虑损伤效应的加锚岩体非线性BKS蠕变损伤模型,采用FISH函数编制程序实现其在FLAC3D中的开发;最后采用BKS蠕变损伤模型对口孜东矿锚固围岩支护控制进行数值模拟。结果表明:深部岩体的损伤特性增大了蠕变破坏区范围,且在锚固范围外仍出现蠕变破坏,深部围岩内部非连续性破裂现象明显。同时将模拟结果与现场钻孔探测结果进行对比分析,证实了数值模拟研究中考虑损伤效应更能客观地反映深部岩体的蠕变破坏特征,对深部巷道破坏机理研究有指导意义。     

夜长坪矿软岩巷道围岩变形机理及控制

基于巷道围岩的物理、力学性质的实验室测试以及现场围岩变形的监测结果,探讨了软破围岩条件下巷道变形破坏机理和特征。通过室内试验和井下巷道试验研究了围岩的膨胀变形规律、钢纤维混凝土和高强度锚杆的力学特性。以围压恢复加固理论为指导,采用物理模拟和数值分析对支护参数进行优化,提出了带有顶、底拱的全封闭强化支护的主动和被动联合支护控制技术。工业试验结果表明,软破围岩条件下的巷道工程采用该类联合支护技术能够有效地控制巷道地压,提高了巷道抗变形能力,延长了安全稳定期。     

极软岩层巷道围岩控制机理及支护技术

为了探讨极软岩巷道围岩合理的控制方法,根据牛马司矿业公司水井头煤矿412下山地质构造条件和围岩特征,采用现场观测、X射线衍射图谱分析和钻孔窥视仪观测,分析了极软岩层巷道的岩石矿物成份、变形机理和破坏原因,提出了高阻让压、大刚度、高强度耦合支护技术,并运用FLAC2D进行数值模拟,结果表明采用大刚度、高强度耦合支护是可行的.根据现场监测数据和耦合支护原理,确定了合理的各支护环节耦合支护时间,工程实践表明,该技术能够软岩有效的控制极软岩巷道围岩的强烈变形,保证巷道的稳定,为解决类似条件的极软岩巷道支护问题提供了新的思路.     

大断面巷道围岩变形机理及支护技术研究

为解决大断面巷道围岩变形量大、巷道支护困难等问题,以曹家滩煤矿122108工作面主运顺槽为背景,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,对巷道围岩变形破坏力学机理和掘进过程中的应力场、位移场和塑性区进行分析,总结巷道掘进过程中围岩的变形破坏规律,在此基础上对巷道支护参数进行优化.结果表明:采用"锚杆+锚索+塑钢网+钢筋网"...     

浅谈软岩巷道变形机制及防治措施

分析了风水沟煤矿软岩巷道变形的特点 ,提出了相应的防治措施 ,在软岩支护方面取得了较好的支护效果和经济效益     

软岩巷道变形机理及测试技术研究

巷道支护已经成为制约深部开采的重大难题,而软岩巷道支护问题更是目前国内外尚未解决亟需开展研究的新领域。为了使支护方案、支护参数更加合理、有效,本文在探讨软岩巷道工程变形特征的基础上,提出用符合软岩变形破坏特征的多钻孔方法测试围岩的浅部破碎圈和深部塑性圈,结合软岩变形、破坏过程动态追踪试验结果,进而应用损伤力学、卸荷力学方法,从不同角度分析其非线性变形破坏机理,重点研究巷道浅部破碎圈和深部塑性圈的形成机制及变形破坏特征,针对巷道不同阶段的变形和破坏特征,提出一次支护需要重点预防浅部破碎圈的扩展,并允许深部塑性圈的变形卸压;二次支护的主要任务是在适当时机阻止大塑性圈的继续扩展。这一思想得到杜尔坪矿西大巷支护实践的充分验证,取得了较好的效果。     

Analysis of soft rock mineral components and roadway failure mechanism

The mineral components and microstructure of soft rock sampled from roadway floor inXiagou pit are determined by X-ray diffraction and scanning electron microscope. Ccmbined withthe test of expansion and water softening property of the soft rock, the roadway failure mechanism is analyzed, and the reasonable repair supporting principle of roadway is put forward.     

软岩底板突水机理分析及数值试验

结合煤矿地形特征和煤层赋存条件,通过数理方程确定底板发生破坏的条件,实现对突水通道的初步预测与定位;利用RFPA软件对煤矿软岩底板进行突水机理数值试验研究,进行煤层底板突水路径的应力场、渗流场和声发射演化过程分析,再现底板突水的形成过程,即底板在水压驱动下出现裂纹萌生、扩展以及水压跟踪传递,最后底板隔水层变成导水通道层。研究结果表明：董家河煤矿可通过调控煤层底板突水的条件使之不发生突水事故;该数值计算方法适用于具有类似地质条件的煤矿,可为煤层底板突水机理研究和防范矿井突水事故的发生奠定理论基础和方法指导。