急倾斜煤层巷道围岩应力应变及破坏区探讨

通过计算急倾斜煤层巷道围岩的应力和应变，对软化材料的破坏判据以及煤巷围岩的破坏区和破坏程度进行了探讨。     

急倾斜临界角煤层开采围岩破坏规律

通过相似模拟实验研究,结合以往的生产实践及类似煤层围岩破坏规律,针对旺苍石洞沟煤矿的煤层地质条件,揭示了急倾斜临界角煤层围岩变形和破坏的规律,对急倾斜煤层回采巷道支护提供了可参考的依据。     

基于四阶段应力-应变模型的深部巷道围岩弹塑性分析

为分析巷道破裂区范围,基于统一强度准则和非关联流动法则,考虑中间主应力及扩容系数的影响,建立了深部巷道围岩弹性区-塑性区-软化区-破裂区四阶段应力-应变模型,并求得围岩应力、应变及变形的封闭解。结合工程案例,分析了不同强度参数、应力-应变模型、剪胀角、残余黏聚力等对围岩状态变化的影响。研究结果表明：强度参数对围岩应力、应变及峰后破坏范围均具有重要影响。随着强度参数的不断增加,围岩环向应力峰值及峰后破坏范围均不同程度增大,应力曲线左移;扩容系数与强度参数和剪胀角均成正相关关系;随着残余黏聚力的不断增加,围岩峰后破坏范围及表面位移均呈现出非线性减小特征,其减小速率不断降低;与其他应力-应变模型相比,围岩峰后破坏区位移呈现出EBM>EPBM>ESM>本文模型>EPM的变化特征。此外,随着峰后破坏区剪胀角的不断增加,其围岩表面位移也不同程度增加：破裂区剪胀角对其影响最为显著,软化区剪胀角次之,塑性区剪胀角影响最小。这些分析结果可为围岩稳定性分析及支护参数设计提供重要理论依据。     

倾斜煤层矩形巷道围岩非对称破坏特征及控制技术研究

为揭示倾斜煤层中矩形巷道掘进期间的非对称失稳破坏诱因,以硫磺沟煤矿(4-5)06工作面掘进巷道为工程背景,采用“当量半径”理论分析、数值模拟和工业性试验等研究方法,系统分析了倾斜煤层巷道围岩应力分布特征及非对称破坏机理。结果表明：倾斜煤层矩形巷道围岩塑性区呈现出椭圆形分布特征,椭圆长轴与水平面夹角约为20°,且长轴发育范围约为25 m。巷道在未支护下其右顶角及左底角塑性区发育严重,巷道顶板靠右顶角区域垂直位移较大,约为420 mm,靠左底角区域底板水平位移较大,约为380 mm,且巷道右顶角及左底角的变形量明显大于其他区域,导致巷道呈现出明显的非对称变形破坏特征。基于这一特征,提出了“长锚索(杆)补强区”的围岩控制技术,工程应用效果良好。     

回采影响区巷道围岩应力应变状态研究

在回采影响下,巷道围岩应力应变状态的改变,对选择包括回采巷道维护在内的采区开采方式有重要作用。无煤柱开采要用加强支架维护供复用的巷道时,研究围岩应力应变状态具有特殊意义。目前基本利用两种结果较为可靠的研究巷道围岩应力应变状态方法,即试验分     

急倾斜煤层巷道围岩变形破坏特征及支护技术研究

 摘要：针对急倾斜煤层巷道围岩在开挖支护后所表现的非对称变形破坏现象,采用工程地质调查,数值模拟、理论分析等手段,分析了急倾斜煤层巷道的变形破坏具有非对称性,呈现“顶板下滑,底板臌起”的相互错动变形特征,导致支护结构承受围岩的载荷也具有明显的非对称性。基于上述研究,提出了“锚网索非对称耦合支护技术”,通过非对称布置且相互间工作性能耦合的锚网索支护方式来控制巷道的稳定性,达到对围岩变形破坏有效控制的目的。工程应用的结果表明,采用锚网索非对称耦合支护形式,可以有效控制围岩的剧烈变形,巷道的安全性大幅度提高。     

急倾斜煤层巷道围岩稳定性控制技术研究

急倾斜煤层赋存角度为以上,是国际公认的难采煤层。急倾斜煤层巷道顶板及两帮、底板的岩性不尽相同,应力分布及承载状况复杂,支护体的受载状况具有非对称性,因此,研究煤矿生产中急倾斜煤层巷道围岩稳定性影响因素及控制技术是煤炭生产的重要课题之一,具有积极的实践价值。     

缓倾斜煤层再生顶板条件下回采巷道围岩破坏研究

通过基于双屈服模型的数值模拟方法模拟了极近距离缓倾斜煤层再生顶板的压实过程及其应力分布特征,分析了回采巷道从原生顶板阶段过渡至再生顶板阶段时应力的分布特征及对巷道围岩破坏的影响关系,并比较了回采巷道处在原生顶板阶段时与再生顶板阶段时巷道围岩的破坏形态及叠加采动应力影响下巷道主应力差值的变化特征。     

倾斜煤层直角梯形巷道围岩应力非对称特征试验研究

以石炭井二矿工程条件为背景,采用相似模拟试验方法,对倾斜煤层直角梯形巷道围岩应力非对称特征进行研究,其目的是为该地区围岩稳定性控制提供科学依据。结果表明:巷道开挖后应力重分布呈现明显的非对称特性,应力向巷道低帮一侧集中,导致巷道低帮侧帮角及帮部产生明显的非对称变形破坏,低帮一侧为围岩稳定性控制的关键部位。     

高应力软弱围岩回采巷道破坏机理及控制

针对赵固一矿11271运输巷大变形的难题,综合现场调研、地应力测试、钻孔窥视及理论分析等方法,对其变形特征及破坏机理进行了详细剖析,认为高应力、围岩软弱、强采动影响和现有支护参数不合理是11271运输巷围岩产生大变形破坏的主要原因,以高预应力与预应力扩散为原则、锚杆锚索协调支护和强帮支护作用机理为指导,对原支护方案进行了优化。现场实测表明,新支护方案下11271运输巷的两帮移近量和底鼓量分别为222 mm和110 mm,较原支护方案分别减少了72.3%和78.0%,可有效控制围岩变形,满足安全生产要求。     

不同水平应力作用下巷道围岩破坏特征的物理模拟试验

利用自行研制的YDM-E型采矿工程物理模型试验系统,通过相似材料模拟试验研究不同水平应力作用下锚杆支护巷道以及无支护条件下巷道围岩变形破坏特征.实验结果表明：随着水平应力的提高,巷道无支护情况下顶板呈现楔形冒落;锚杆支护巷道顶板呈现层状整体垮落,当水平应力加大到一定程度,锚固体全部垮落之后,锚固区外亦呈现楔形冒落;巷道底板出现剪切滑移破坏,破坏的外轮廓线呈反拱形;巷道两帮的破坏程度小于顶、底板的破坏程度.因此,高水平应力作用巷道围岩控制的重点在于控制巷道顶、底板.     

不同水平应力作用下巷道围岩破坏特征研究

为掌握不同水平应力作用下巷道围岩破坏特征,通过相似模拟试验方法研究了锚网索喷+U型钢支护巷道在不同水平应力作用下巷道围岩的变形和破坏特征。结果表明:随着水平应力的提高,巷道的变形先出现在拱肩和底角,围岩裂隙经历了产生—延伸—贯通的过程,巷道两帮的破坏程度小于顶底板的破坏程度,当侧压系数达到1.6,水平应力为28.0 MPa时,巷道底板出现滑移剪切破坏,且U型钢支架变形明显,当侧压系数达到2.2、水平应力为38.5 MPa时巷道变形量最大,达120 mm。     

急倾斜巷道围岩500m埋深水平应力数值模拟分析

以徐州矿务集团旗山矿深埋巷道为研究背景,运用FLAC3D软件,建立了层理倾角为90°的急倾斜巷道围岩模型,模拟了500 m埋深条件下巷道围岩水平应力演变特征。同时,在巷道围岩右帮设置监测点,监测围岩水平应力的分布情况,并将应力监测曲线与圆形孔周围应力分布理论曲线(解析解)进行对比分析,分析结果显示数值模拟结果和理论解析结果一致。     

上下采空极近距离煤层开采围岩应力及破坏特征研究

针对极近距离煤层群开采过程中出现的上下采空后进行中间煤层开采的具体工程条件,运用数值模拟、相似模拟和工程实践相结合的研究方法,分析了上下采空极近距离煤层开采过程中采场围岩应力分布规律、位移变化及变形破坏特征。研究表明:在煤层厚度不大、顶底板岩层基本稳定和采高3 m左右情况下,上下采空极近距离煤层开采中,煤层及顶底板整体应力有所降低,且其完整性没有受到严重破坏;而在工作面两巷外侧一定范围围岩应力集中程度明显加强,在工作面切眼和收作线煤壁附近35 m范围内,形成一定范围的剪切破裂区。在上下采空极近距离煤层开采中,应加强两巷修护与加固,合理布置工作面以避开应力集中区和剪切破裂区,并采取相应矿压控制措施,保证工作面正常安全开采。     

巷道围岩应力测试及原岩应力推算

本文给出了巷道围岩应力及力学性质的套筒致裂法测试结果，初步摸清巷道围岩应分力分布特点，并推算出原岩应力的值，为巷道的提供了可靠的原始数据。     

巷道围岩应力测试及原岩应力推算

本文给出了巷道围岩应力及力学性质的套筒致裂法测试结果，初步摸清巷道围岩应力分布特点，并推算出原岩应力的值，为巷道的支护提供了可靠的原始数据     

巷道围岩变形破坏特征及支护方案研究

为了确保巷道围岩的稳定性,理论分析了巷道围岩变形破坏特征,得出了开挖后巷道围岩变形速率分布及巷道塑性区和原岩应力的关联;数值模拟分析了不同支护条件下巷道垂直应力分布情况及不同滞后支护方案下巷道顶板垂直应力分布,得到了最优支护方案。最后进行现场实测分析,验证了该支护方案的可行性。     

正断层构造应力作用下巷道围岩破坏机理

在断层构造应力下回采巷道支护稳定性的问题日益凸显。以忻华煤矿3402工作面胶带运输顺槽开挖过断层为工程背景,对断层构造区域附近岩层应力分布特征进行分析,研究断层构造应力作用下巷道围岩破坏特征分析,进一步总结断层构造应力作用下巷道围岩稳定性所应考虑的因素,为断层构造应力下回采巷道顶板围岩稳定控制技术提供理论基础和理论参考依据。