沿空掘巷区段煤柱尺寸数值模拟研究

依据物理模型推算,以实际工程概况为依据,针对4203工作面进行煤柱沿空掘巷模拟研究,并在模拟进程中对掘进巷道周边围岩受力和变形进行监测,为在特厚煤层地质环境下展开沿空掘巷预留煤柱宽度研究获得实验参数。通过模型分析得出,10m处围岩位移的最大值与最小值以及竖向应力在4种方案中变形最为稳定;对比区段煤柱围岩的位移变化和围岩的竖向应力分布,得出区段合理煤柱跨度为10m左右;10m的煤柱宽度可以较好地控制巷道的稳定性。     

应力波传播及岩土动态响应研究

针对侧爆应力波在围岩中的传播及巷道动态响应研究问题,采用FLAC~(3D)软件对巷道围岩中的应力波传播进行了监测,并对巷道的振动速度和位移进行了分析。结果表明:在爆炸动载作用后,巷道围岩中的应力波在巷道周围产生了绕射现象,巷道周围的应力集中区呈"C"型分布,巷道右帮和拱顶的振动速度和位移较大,其变化规律在一定程度上反映了应力波作用下的应力集中区分布。研究结果与现有文献试验研究结果相吻合,验证了数值模拟结果的可靠性。     

深埋大断面巷道拱顶变形预测分析及支护优化研究

在综合分析某深埋大断面巷道工程地质资料和现场调研的基础上,采用基于GEOSTUDIO的有限元程序对巷道典型断面进行数值模拟分析,研究了不同支护工况下拱顶的变形及围岩应力和位移分布规律;采用数值模拟和BP神经网络对拱顶累计变形量进行预测,并结合现场监测数据对比分析了两种方法的预测效果,最后结合工程设计和施工工艺对巷道断面衬砌支护结构提出了优化改进方案。分析结果表明:巷道未支护情况下拱顶纵向位移为9.07mm,经过初期支护及二次衬砌施工围岩变形量有明显减小并趋于稳定;二次衬砌对围岩下沉变形量的控制作用较初期支护更为明显;BP神经网络对巷道拱顶累计变形量的预测效果明显优于有限元数值模拟。     

深部巷道围岩破裂演化实测研究

深井高应力巷道支护是目前巷道支护研究的重点和难点,为研究该类巷道岩层破坏失稳机理,在未开掘巷道两帮围岩中布置应力、位移监测点,揭示巷道掘进全过程围岩应力转移及不同深度岩体位移变化特征。监测结果表明：巷道揭露初期在浅部围岩形成应力集中,随时间推移围岩集中压力向深部转移,最终平衡在2.5~4 m围岩内;2 m内围岩位移量占总位移量的75%以上,浅部围岩移动变形量主要为松散破碎变形量。依据监测结果设计二水平轨道巷采用锚杆＋锚索＋U型钢的初次支护和锚注二次支护的围岩控制方案,该技术取得了良好的效果,控制围岩变形量在40 mm以下。     

沿空巷道变形与基本顶断裂位置关系数值模拟

基于通用离散元程序UDEC数值模拟方法,结合试验工作面回风巷的生产地质条件和围岩力学参数,建立和围岩条件相似的数值模拟模型,研究复杂条件下小煤柱动压巷道围岩结构的变形特征,着重探讨基本顶的不同断裂位置对于窄煤柱动压巷道围岩变形的作用,为完善沿空巷道变形理论和小煤柱动压巷道锚注支护参数提供依据。     

动压影响巷道围岩控制技术研究

以2201工作面为研究对象,对动压巷道围岩变形破坏机理进行了分析。采用FLAC3D分别对动压巷道无支护、锚网索支护和二次注浆加固进行数值模拟,通过位移和塑性区分布图可知,动压巷道采用锚网索+注浆加固方式能更好的控制围岩变形破坏。     

深部巷道顶板爆破切顶卸压与围岩控制技术研究

关家崖矿为解决坚硬顶板综采工作面围岩应力积聚前移，导致巷道变形严重的难题。以8101工作面为工程背景，采用数值模拟软件对深部巷道卸压爆破技术进行研究，发现在进行开挖后围岩应力重新分布，巷道开挖面的附近出现明显的应力集中前移现象，在巷道顶板及底角位置有岩爆破坏的倾向，同时对不同爆破卸压孔深度对巷道围岩应力状态及顶底板移近量进行分析，随着预裂爆破深度的增加，在巷道开挖面上围岩的应力大小逐渐增加，同样的巷道围岩的变形位移同样呈现增章态势,达到减轻沿空留巷巷道变形的效果,保证矿井的安全生产。     

某矿深部巷道喷锚支护数值模拟研究

通过对地下矿山巷道围岩与支护结构数值模拟研究,发现现行支护材料与支护参数存在的问题,得出了锚杆长度较短,锚杆与松动围岩共同位移的结论,并提出了优化支护材料与支护参数的建议。     

智能掘进工作面施工工艺研究

以12307胶带巷为工程技术背景,针对智能掘进工作面巷道围岩控制及施工工艺关键技术,围绕研究目标,采用现场调研、理论分析、实验室实验、数值模拟和现场监测相结合的方法,分析了巷道围岩物理力学性质和支护理论,建立了巷道支护和掘进的数值模型,模拟了不同支护方案下巷道围岩变形规律,提出了掘进工作面最优的支护方案,结合井下实际作业完善了巷道支护方案,验证了新支护方案能够满足巷道掘进的支护要求,提高了支护效率。     

大断面碎裂煤层巷道支护方案数值模拟研究

山西某矿目前所采用的锚杆索支护设计主要依据现场经验和工程类比,缺乏一定的理论分析和科学指导。针对这一问题,以该矿大断面碎裂厚煤顶煤巷3205回风巷道为对象,应用有限差分软件(FLAC3D),数值模拟分析了不同支护方案巷道围岩塑性区破坏范围、围岩应力分布特征和围岩变形位移情况,得出了最优支护方案并进行了现场应用。工程实践表明,该方案有效地控制了巷道的围岩变形,取得了良好的经济技术效果。