基于实测地应力的巷道围岩分类

地应力状态是影响工程稳定性的根本因素之一,也是地下工程设计和施工决策科学化的基础．为了使围岩分类更加科学、合理,根据地应力因素在围岩分类方法中的重要性,提出了包含地应力因素的围岩稳定性判据和应用实测地应力进行围岩分类的方法,并和围岩松动圈分类方法有机结合．结果表明,基于实测地应力的巷道围岩稳定综合分类表科学、简单,依据该表来设计支护参数更为方便、可靠．     

应用神经网络方法评定巷道围岩稳定性

开滦荆各庄煤矿地质构造独特,大量数据表明该矿地应力与巷道夹角、顶板岩性、地下水和巷道断面积是影响巷道围岩稳定性的主要因素。在实验室研究的基础上,利用BP神经网络方法建立巷道围岩稳定性模型,结合该矿山的实测数据进行了验证,为该矿巷道进行有效支护提供了保证。     

基于熵权法-多维云模型的围岩稳定性分类研究

针对围岩稳定性影响因素的不确定性和模糊性问题,在云模型的基础上,结合熵权法建立了考虑多种地质和水文因素的稳定性评价模型,并实现围岩稳定性分类。该方法利用熵权法计算得到分类模型中的各指标的权重,并结合云理论将围岩稳定性各指标分类标准整合到1个考虑多因素的数学模型中。以该方法建立1个5维度云模型,并依托实测围岩样本数据进行计算分类,将其评价结果与实际分类结果对比,结果表明该评估模型在围岩稳定性分类中应用的准确性及易用性。     

巷道支护的围岩松动圈分类方法

围岩松动圈是巷道围岩中岩体强度、地应力大小等各种因素的综合反映，即可以用围岩松动圈的大小定量显示围岩的稳定程度，本文给出了按松动圈确定的支护分类表，并介绍了该分类表的主要特点、应用方法和测试的基本要求，并对一些特殊情况指出了解决办法。     

基于未确知测度理论的岩石稳定性综合评价

岩体稳定性评价是矿山选择采掘方法和支护措施的重要依据。根据围岩的结构特征和矿山地质环境,选取了抗压强度、岩石质量指标、节理间距、节理状况、地下水状况和地应力状况6个影响因素,基于未确知测量理论,建立矿山围岩稳定性评价模型。根据矿山围岩的实测数据,建立了适合各影响因素的未确知测度函数,并对其进行定量分析,利用熵计算各影响因素的指标权重,根据置信度识别准则对岩石稳定性等级进行判定,该方法较传统的模糊数学和灰色理论等评价方法有诸多优点,该方法可对研究对象进行定量描述,更具客观性和科学性。     

缓倾斜煤层巷道围岩稳定性分类与锚杆支护设计决策系统研究

在总结以往研究成果的基础上,采用模糊数学理论的多因素综合评判方法,预测巷道围岩稳定性类别。按照国内外锚杆设计理论的最新研究成果,进行巷道支护设计决策,并用VB语言编程实现了巷道围岩稳定性评价与支护设计决策系统,为缓倾斜煤层巷道围岩稳定性分类预测和锚杆支护设计,提供了科学实用的设计手段。     

基于软岩巷道围岩分类的支护方案优化

针对软岩巷道难支护等问题,综合分析围岩稳定性影响因素及软岩巷道围岩控制理论,建立了软岩巷道围岩稳定性综合分类表及支护参数取值建议表;采用FLAC3D数值模拟软件,揭示了不同围岩类别的巷道在不同支护设计下围岩塑性区演化规律及变形破坏特征,优化各类围岩支护方案。根据软岩巷道围岩综合分类表及支护参数取值建议表,提出了穿脉运输巷支护与修复加固技术方案;现场监测结果表明,修复加固方案能有效控制巷道变形,该围岩分类表及支护参数取值建议表在软岩巷道支护设计与施工中具有较好的工程应用价值。     

煤矿复杂地质区域软弱围岩巷道控制技术研究

针对煤矿巷道在复杂地质区域表现出的大变形、矿压大和支护难技术难题,分析认为围岩性质弱、地应力高、支护方式及参数不合理和地下水等综合因素是影响巷道围岩稳定性的主要因素。针对现场实际提出综合围岩控制技术方案,并通过现场工业试验取得良好的效果。     

北岭煤矿4号煤层围岩松动圈测量及围岩分类研究

采用超声波测试方法对北岭煤矿4号煤层主运大巷、回风大巷和405工作面两巷围岩松动圈进行了测量,并对实测数据进行了分析。基于松动圈理论对北岭煤矿4号煤层围岩进行分类,通过对比巷道支护围岩松动圈分类表,从而得出4号煤层所测试巷道围岩分类中,巷道两帮属于Ⅲ类围岩（一般中等稳定围岩）,巷顶围岩松动圈介于中松动圈与大松动圈之间,考虑安全因素取大松动圈,在松动圈分类法中,顶属于Ⅳ类围岩（不稳定围岩）。     

地应力对煤矿巷道围岩稳定性影响研究

为了确定采场布局和回采顺序,确保巷道围岩的相对稳定,分析了矿井所处的地应力状态、类型和作用特征。采用水压致裂地应力测量仪以及水压致裂法系统地对15号煤层进行地应力现场实测,得到不同位置的地应力数据。通过对实测数据的系统分析,得出盘区范围内地应力场的分布规律、巷道顶板稳定性受最大水平地应力的影响程度以及不同掘进方向巷道状况的差异。研究结果为采场合理布置及煤矿巷道支护设计强度提供计算参数,对于井巷布置和矿山安全高效生产具有重要指导意义。     

巷道围岩应力壳力学特征与工程实践

综合采用数值模拟、理论分析和现场观测,深入研究了巷道围岩力学特征及其对围岩稳定性的影响规律。研究发现,巷道开挖后围岩存在连续包络的高应力束组成的应力壳,巷道处于应力壳内的低应力区,巷道围岩矿压显现受控于应力壳的存在及其空间演化;巷道围岩应力壳的空间分布对巷道围岩稳定性有关键性影响,且存在"稳定"和"非稳定"两种形态,维护巷道围岩稳定性的实质是保证巷道围岩应力壳形态的稳定;通过科学的巷道布置和有效的支护手段"控制围岩最小变形",优化围岩应力壳形态是保证巷道围岩稳定性的关键所在。研究和工程实践均表明:巷道轴向与最大水平主应力方向平行时易维护,在于巷道围岩中易形成稳定态应力壳;两者垂直时巷道难于维护,在于巷道围岩中易形成非稳定态应力壳。揭示了最大水平主应力方向对巷道围岩稳定性影响的内在力学本质。     

深部矿山破碎围岩巷道控制技术研究

当矿山资源埋藏深度在500 m以上时,地压增大,深部开采容易诱发冲击地压等地质灾害。通过实验室岩石力学实验,采用巴顿岩体质量分类评价方法对某深埋矿山回采巷道围岩进行合理分类,可靠地评价围岩稳定性,选择合理开挖方法和支护形式,为支护设计、施工和管理提供科学的依据,可以有效地预防冲击动力灾害的发生。结合工程实际和FLAC^3D数值模拟软件,对某矿破碎围岩矿体回采巷道塑性区范围分布规律进行研究,以便对锚杆支护参数进行优化。研究成果的应用可减少深部开采冲击等动力灾害发生,为大采深破碎围岩矿体安全高效开采提供理论依据。     

白音呼布金属矿采场跨度优选与围岩稳定性分析

白音呼布矿区井下开采已经进入深部,矿体多处于构造破碎带中,节理发育、地压作用显著,围岩等级差异较大,直接影响采场的稳定性。为了探究合理的采场跨度,确保井下矿产资源高效、安全开采,采用数值模拟方法对白音呼布矿区300m中段采场进路跨度及围岩稳定性进行研究,分析了不同采场跨度对围岩位移场与应力场变化及塑性区扩展规律的影响。根据数值模拟计算结果,以采场进路监测点位移曲线、应力变化和塑性区是否贯通为依据,确定井下Ⅲ级围岩采场安全跨度。研究结果表明:Ⅲ级围岩采场进路跨度超过6m后,顶板竖向位移和两帮水平位移显著增加,采场两进路塑性区完全贯通,确定Ⅲ级围岩采场进路的最优跨度为6m。     

玄武岩裸体斜井井筒围岩稳定性分析

地下井巷的开掘工作破坏了地层原岩应力的平衡状态,导致井巷周围岩体内应力的重新分布和应力集中,当集中应力超过井巷周围岩体强度时,将引起井巷围岩变形、松动垮落和底板鼓起等一系列矿压显现现象。显然矿压显现的剧烈程度不仅和矿山压力的大小有关,而且和井巷围岩自身的物理、力学性质也紧密相关。针对西南某在建矿井玄武岩裸体斜井井筒围岩的稳定问题,利用弹性力学和岩石力学的相关知识,采用理论分析和数值模拟相结合的综合研究方法,对井筒开掘引起的周边围岩内的最大集中应力以及最大集中应力和玄武岩岩体许用强度之间的关系进行了深入研究,得出了最不利情况下井筒周边围岩的最大集中应力仍然小于玄武岩岩体的许用强度、该段斜井井筒可以采用裸体巷道的重要结论,为现场的支护设计与施工提供了科学的理论依据。     

基于BP神经网络的回采巷道围岩稳定性分类

针对袁店矿回采巷道围岩条件复杂、现有分类方案不够完善、巷道收敛率较大等问题,探索一种准确、高效、易于使用的回采巷道围岩稳定性预测方法.以袁店矿区回采巷道作为工程研究背景,采用BP神经网络预测原理,在分析出回采巷道围岩稳定性的影响因素基础之上,设计出一种基于BP神经网络的回采巷道围岩分类方法,利用Matlab7.0BP神经网络工具箱,实现算法编程和GUI友好的用户操作界面,结果证明此方法具有相当高的预测精度.     

梧桐沟铁矿复杂地质地段巷道支护工程实践

为解决梧桐沟铁矿在复杂工程地质条件下的巷道支护问题, 开展了详细工程地质调查研究, 根据岩体地质力学分类法(RMR)将矿区围岩分为4类, 并指出影响该矿围岩稳定性的主要因素是岩体质量指标、非连续面条件和地下水。针对该矿围岩类型, 分别提出了4种支护方案。现场实施结果表明, 巷道能保持稳定, 坑内涌水量减少近20%, 改善了井下作业环境条件, 取得了较好的效果。     

Application of phase space reconstruction and v-SVR algorithm in predicting displacement of underground engineering surrounding rock

A new method for predicting the trend of displacement evolution of surrounding rock was presented in this paper. According to the nonlinear characteristics of displacement time series of underground engineering surrounding rock, based on phase space reconstruction theory and the powerful nonlinear mapping ability of support vector machines, the information offered by .the time series datum sets was fully exploited and the non-linearity of the displacement evolution system of surrounding rock was well described. The example suggests that the methods based on phase space reconstruction and modified v-SVR algorithm are very accurate, and the study can help to build the displacement forecast system to analyze the stability of underground engineering surrounding rock.     

非对称连拱隧道不同开挖方案的比较分析

根据某高速公路非对称连拱隧道衬砌结构形式, 针对地表平、地表顺倾斜和地表逆倾斜等地表倾斜情况建立了相应的有限元分析模型, 选取围岩稳定性、衬砌安全性和偏压情况等反映隧道稳定性的性能指标, 采用数值模拟方法综合分析了不同地表倾斜情况下不同开挖方案对隧道稳定性的影响。结果表明, 地表倾斜状况显著影响非对称连拱隧道围岩和衬砌的受力和变形情况, 非对称连拱隧道地表平时应采用先大洞后小洞的开挖方案, 地表倾斜时必须综合考虑地表倾斜情况和大小洞的跨度差异, 才能合理确定开挖方案。非对称连拱隧道隧洞开挖时, 先开挖一侧的围岩应力释放会引起另一侧未开挖岩体的竖向应力增大, 导致另一侧岩体开挖时释放的荷载也相应增大, 使后开挖一侧隧洞的围岩位移和应力增大;开挖过程中应使左右洞的应力释放量尽量接近, 降低最终拱顶沉降和拱顶围压拉应力, 确保隧道围岩稳定及衬砌结构安全。     

尖点突变理论在云南某铁矿巷道失稳判据的应用

针对地下矿山在开采过程中,深部巷道围岩稳定控制问题,以云南某自走铁矿1 430 m中段开采巷道为工程背景,基于尖点突变理论,提出构建位移-时间势函数的方法,对矿山现场位移监测数据进行多项式拟合得到势函数突变特征值,并根据特征值正负判断监测点巷道稳定性。利用FLAC3D数值模拟手段对理论计算的准确性进行验证分析。结果表明：基于位移-时间的尖点突变失稳模型能够较为准确地判断巷道围岩的稳定性。