高应力软岩巷道变形破坏机理与控制技术研究

高应力软岩巷道具有持续塑性变形破坏特征，单一支护方式难以控制。通过建立围岩变形破坏的力学模型，对高应力软岩变形破坏特征、力学机制、应力转移过程模式进行理论研究分析计算，提出了支护控制准则，工程实例中控制了巷道强烈变形，保持了巷道的稳定，为高应力软岩巷道控制提供了依据。     

构造应力区软岩巷道围岩变形与控制

构造应力区软岩巷道在原岩应力、工程应力、构造水平应力等作用下,围岩具有复杂变形力学机制,矿压显现为持续塑性变形破坏。通过建立围岩变形破坏的力学模型,对构造应力区软岩变形破坏特征、力学机制、应力转移过程模式进行理论研究分析计算,提出了支护控制准则,为软岩巷道控制提供了依据。     

构造应力区软岩巷道围岩变形与控制

构造应力区软岩巷道在原岩应力、工程应力、构造水平应力等作用下，围岩具有复杂变形力学机制，矿压显现为持续塑性变形破坏。通过建立围岩变形破坏的力学模型，对构造应力区软岩变形破坏特征、力学机制、应力转移过程模式进行理论研究分析计算，提出了支护控制准则，为软岩巷道控制提供了依据。     

高应力软岩巷道变形破坏机理与控制技术研究

高应力软岩巷道具有持续塑性变形破坏特征 ,单一支护方式难以控制。通过建立围岩变形破坏的力学模型 ,对高应力软岩变形破坏特征、力学机制、应力转移过程模式进行理论研究分析计算 ,提出了支护控制准则 ,工程实例中控制了巷道强烈变形 ,保持了巷道的稳定 ,为高应力软岩巷道控制提供了依据     

复杂环境高应力软岩支护技术实践

软岩巷道具有高地压、难支护和持续变形的特点。通过对复杂环境高应力软岩巷道破坏机理进行探讨,提出了合理的控制对策,可控制巷道的强烈变形,具有较显著的经济效益。     

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。     

构造应力作用下软岩巷道变形与控制研究

通过建立围岩变形破坏的力学模型，对构造应力区软岩变形破坏特征、力学机制、应力转移过程模式进行理论研究分析计算，提出了支护控制准则，为软岩巷道控制提供了依据。     

高应力软岩巷道围岩变形机理及支护技术研究

针对赵固二矿深部高应力软岩巷道围岩变形量大、支护体破坏严重和巷道多次维修的难题,采用实验室测试、理论分析和现场实测的方法,研究了高应力软岩巷道围岩变形机理。研究表明:巷道开挖后短时间内围岩较完整,在高应力、风化和水化共同作用下,巷道浅部围岩力学性质发生了变化,强度迅速降低,围岩变形急剧增加;当支护阻力达到在一定范围时,可有效抑制围岩变形,超过此范围不断增加支护阻力,不能改变围岩的塑性区范围和围岩变形量。提出了以锚网喷一次支护,并预留520mm让压量,工钢棚二次支护为技术核心的围岩控制方案。现场实践表明:该方案对赵固二矿高应力软岩巷道围岩变形的控制效果较好。     

沙吉海煤矿软岩巷道支护对策研究

以沙吉海煤矿轨道石门巷道为工程实例,根据工程地质条件及围岩特性,结合软岩工程力学理论及现场观测数据,分析轨道石门的破坏机理,提出恒阻大变形锚网索喷+底角锚杆联合支护的力学控制对策。实践证明,新型支护技术有效地控制了软岩巷道变形破坏,支护效果良好,为类似条件的巷道支护提供了可借鉴的经验,具有推广应用价值。     

深埋软岩巷道恒阻耦合支护技术研究及应用

本文以石垭口煤矿深埋软岩巷道为工程背景,针对围岩大变形、支护体破坏严重及返修工程量大等难题,以软岩工程力学为理论指导,明确了巷道围岩的HJS复合型软岩类型,分析了HJS复合型软岩稳定性力学转换机制,提出了深埋软岩巷道恒阻大变形耦合控制技术,并开展现场工业性试验。现场监测数据验证了该技术的可行性,可为类似条件下深埋软岩巷道稳定性控制提供借鉴。     

软岩回采巷道锚杆支护技术数值模拟研究

采用数值模拟软件FLAC2D,对软岩巷道锚杆支护后围岩变形和破坏规律进行了数值模拟,并分析了支护后围岩的应力、位移及塑性区的变化情况。将数值模拟结果与现场实测结果进行了系统分析,结果表明,对于软岩回采巷道采用锚杆支护,能够有效控制围岩深部的大变形,保持巷道的稳定。     

阳城矿深部复合型软岩大巷破坏机制与支护设计

针对阳城煤矿南翼软岩大巷严重底鼓和断面收缩等非线性流变大变形控制难题,综合采用力学试验、现场测试和理论分析等方法,分析了南翼大巷围岩的地质力学特性和破坏特征;通过建立受二向均布载荷作用下的巷道力学模型,研究揭示了阳城煤矿南翼软岩大巷变形破坏力学机制。结果表明:地应力环境对大巷产生了极为不利的影响;大巷围岩属HJS复合型软岩,节理裂隙发育、松动破坏严重,使得可承载的完整岩层厚度较小是大巷破坏严重的关键因素。基于大巷复杂的破坏机制,提出了以锚注为主体的锚网索喷注联合支护方式,并设计使用了新型的注浆锚索,注浆管+注浆锚索深、浅耦合注浆,取得了良好的现场应用效果,实现了软岩大巷变形的有效控制,为类似巷道工程提供了参考。     

含有软泥入侵的多溶洞型顶板巷道稳定控制研究

针对有软弱黄泥入侵的多溶洞型复杂顶板,受多溶洞影响,顶板受压时会出现多处无规律的应力集中,易使围岩松动破裂、滑移冒落,承载能力大幅降低。本研究以永聚煤业10#煤轨道大巷为实例,通过实验测定煤、岩样的物理力学参数;采用FLAC3D模拟不同断面形状和支护方式对巷道稳定性的影响,包括巷道围岩塑性区分布规律和围岩应力分布、变形等特征;工程应用与监测,对比不同断面形状与支护方式时巷道围岩稳定性。结果表明：拱形巷道断面及合理的支护方式可改善巷道围岩的应力状态,较好地控制了围岩塑性区破坏范围,有效降低了围岩的变形量,能够更好地维护岩溶入侵溶洞型顶板巷道的稳定性。     

巷道顶板蝶叶塑性区穿透致冒机理与控制方法

针对高偏应力环境下层状顶板巷道冒顶事故频发、支护困难等问题,采用理论分析、数值模拟、现场探测和现场工程试验等综合研究方法,揭示了层状顶板巷道蝶叶塑性区的分布规律,阐明了蝶叶塑性区穿透分布致使巷道冒顶的力学机制,结果表明：蝶叶塑性区具有隔层穿透发育的特征,未发生塑性破坏岩层的存在不能阻断蝶叶塑性区在软弱岩层形成;顶板蝶叶塑性区穿透分布伴有强烈的变形压力,使软弱岩层塑性区下位未发生塑性破坏岩层受到持续巨大的“挤压”载荷,致使其发生断裂破坏,是巷道存在冒顶隐患的内在原因。据此提出了防止此类巷道冒顶的关键在于维护塑性区围岩稳定,需锚杆(索)长度大于塑性区边界,且具备可承受大变形而不破断的能力。基于以上研究,对神东保德矿81306二号回风巷进行了支护补强设计和试验,试验结果表明该支护对策能够有效维持巷道顶板稳定。     

超前小导管注浆对软岩隧道稳定性的影响

针对某圆形隧道工程,用FLAC3D有限差分软件对隧道施工中是否施做超前小导管注浆预加固围岩进行了数值模拟计算,得到2种情况下的软弱围岩位移场和塑性区分布情况。研究结果表明,施做超前小导管注浆预加固围岩对控制隧道围岩变形有较好的效果,在此隧道使用超前小导管注浆是安全的,为软弱围岩隧道工程安全施工提供了依据。     

复杂软弱岩层大巷的稳定性与支护方式研究

复杂软弱岩层大巷具有变形量大、难支护、围岩持续变形破坏的工程特征,实践表明,现有支护难以控制。通过对不同支护方式的数值分析,提出了全封闭支架+全断面松动卸压以及二次锚杆支护的支护方式,数值分析结果表明,新支护方式下应力集中程度减小,高应力区向围岩深部转移,有效控制了围岩的剧烈变形。现场试验证明,新支护方式通过适度让压和锚杆支护强化围岩的作用,充分发挥了锚杆与围岩的整体力学效应,使围岩变形达到稳定的时间明显缩短,保证了巷道的稳定,具有显著的技术经济效益。     

8603工作面回采巷道支护方案优化及数值模拟

针对深部软岩巷道围岩变形量大,传统支护结构失效的问题,以煤峪口矿回采巷道为研究背景,综合应用数值模拟和工程实践对原支护方案下巷道破坏特征进行分析,提出采用中空注浆锚索进行补强支护,并采用FLAC3D分析了两种支护方案下巷道围岩的收敛量以及应力分布情况,得出了优化支护方案能够有效控制巷道围岩破碎程度,并通过工程实践得到验...     

软碎回采巷道围岩承载体系及控制技术探讨

针对软弱破碎围岩巷道支护困难的问题,以经坊矿3-边角071顺槽掘进为工程背景,通过分析软弱破碎围岩变形特征和巷道围岩承载体系,得出软弱破碎围岩变形特征主要是由弹性变形、碎胀变形、塑性变形等五种变形组合形成;围岩的自承体系由巷道内支护、浅层围岩及深部围岩耦合形成。针对断层构造叠加影响的巷道变形,提出采用π形梁配合单体液压支柱加固,并补打点柱进行补强支护来保证巷道断面的稳定性。     

深井软岩巷道内锚外架支护技术体系研究及在实践中的应用

 摘要：针对刘庄煤矿西区等候硐室复杂的围岩条件,对深井软岩巷道围岩塑性区半径进行了计算,并对巷道围岩的松动圈进行了测试,提出了内锚外架中间注混凝土支护技术体系。使用内锚外架中间注混凝土支护技术体系,可使巷道围岩形成有机的整体,明显改善了支护体系与巷道围岩的关系,可使支护体系有效、均匀承载。内锚外架中间注混凝土支护技术体系在工程实践中也得到了较好的应用,有效地防止了深部极软岩巷道的围岩变形,解决了刘庄煤矿西区等候硐室围岩的稳定性问题,取得了良好的技术经济效果。     

深部软岩工程的研究进展与挑战

随着开采深度的增加,地应力增大、涌水量加大、地温升高等深部地质环境愈加复杂,深部工程灾害日益严重,深部软岩工程灾害尤其严重,给深部软岩工程问题研究提出了严峻的挑战。以深部的科学定义为基础,从深部软岩吸水软化机理、深部含结构面软岩非对称大变形机理、深部软岩岩爆机理、高温高湿环境引起深部岩体软化大变形机理等方面论述了深部软岩工程变形破坏机理、试验方法和装备方面的研究进展,总结了深部软岩大变形设计方法和控制技术,以及以恒阻大变形锚杆为主体的深部软岩大变形控制新材料的研究进展,并提出了深部软岩工程未来面临的主要挑战。