近距离煤层群回采巷道失稳机制及其防治

 近距离煤层群开采过程中下层煤回采巷道将受到上煤层采空区遗留煤柱、本煤层邻近工作面动压的影响,针对崔家寨矿E12505工作面机巷出现的冒顶、底臌等严重现象,采用现场实测、理论分析及数值模拟等研究方法,探讨巷道失稳机制。研究结果表明,当上煤层采空区遗留煤柱宽度较小,下层煤巷道位于正下方、本煤层邻近工作面护巷煤柱较小时,受采动影响后巷道容易失稳;提出应距上煤层采空区遗留煤柱25 m、护巷煤柱尺寸20 m,加强巷道支护后可保证下层煤巷道稳定。据此,在E12611和E12504工作面进行工业性试验,取得较好效果。     

巷道围岩失稳类型及失稳机理分析

巷道开挖后围岩应力重分布,极易发生失稳破坏。为保证井下生产安全、提高劳动生产效率,本文从工程的观点出发,基于巷道围岩失稳类型分析了影响围岩稳定性的主要因素,通过对巷道围岩应力的弹塑性分析推导出巷道开挖后围岩塑性区半径的表达式,并分析了各因素对塑性区范围的影响趋势和程度,为巷道支护设计提供参考。     

深部巷道围岩变形与支护技术

以顾桥北矿深部巷道布置为工程背景,基于大量实测数据,分析巷道围岩变形与破坏特征。采用有限元分析软件ANSYS12.0研究巷道布置方式、顶底板以及两帮相对移近量等参数对巷道围岩变形与破坏的影响。在此基础上,提出适合巷道支护形式与参数。从围岩荷载观测结果与顶板离层分析数据相互印证,变形量小的围岩压力趋于稳定。结果表明巷道围岩变形与巷道布置方式、顶底板以及两帮相对移近量等参数密切相关。     

深部高侧压巷道围岩失稳机理及控制对策

针对金川矿山958中段出现的巷道破坏现象,运用理论分析、力学推导、数值计算、工程试验等方法,模拟不同侧压下巷道围岩变形过程,揭示围岩失稳机制及支护失效机理,探究高侧压巷道稳定控制对策,提出“拱梁联合支护”方案,完善锚固作用下“围岩承压拱”计算模式,构建“底板—桁架梁”力学模型,并通过解析微分控制方程进行支护参数反演。调查研究表明,巷道顶底板变形比重与侧压系数?呈非线性正相关,围岩受力状态及位移形变随?变化;高水平构造应力、骤变部位集中应力是低相对强度围岩失稳和高关联度支护体失效的主要诱因;兼顾局部和整体强度关系、改善不良应力状态、增强围岩承载能力为高侧压巷道稳定性控制的关键;锚杆应力维体与围岩相互作用形成承压拱可分消应力作用;底板桁架梁横撑底脚,减弱两帮向内收敛挤压趋势。监测结果显示,巷道变形速率减缓和变形幅度降低,整体稳定得到控制。     

软岩大变形巷道底臌破坏机制与支护技术研究

 随着资源开采由浅部向深部转移,如何有效地控制底臌成为深部软岩巷道支护中首要考虑的问题。针对国投新集刘庄煤矿围岩破坏严重、难支护的情况,结合刘庄煤矿制冷硐室所处的地质环境特点,在巷道围岩的物理力学特性、岩石矿物成分分析、现场地应力测量、现场大型真三轴流变试验的基础上,分析巷道底臌的主控因素,研究表明：本巷道底臌变形主要是由于软弱围岩在较高的水平构造应力作用下,产生明显的流变变形所致。在此基础上,对该巷道进行支护设计优化,提出一种由U型钢可压缩支架和泡沫混凝土填充结合预应力锚索的被动卸压与主动施压相结合的底臌变形控制方案,并通过数值方法验证该方案的合理性。     

巷道支护优化及数值模拟研究

针对深度开采、原岩应力高、地质构造复杂、巷道变形大的特点，分析了巷道围岩变形规律和破坏原因，确定了提高围岩自稳能力、加强控制关键部位的优化原则，并运用数值分析方法（FLAC）模拟了巷道变形及稳定性，提出了优化支护设计方案，采用优化后的支护设计在现场取得了良好的应用效果。     

千米垂深松软煤层巷道支护技术研究

针对深巷松软煤层巷道易冒落、难支护等特点,提出了三心拱U型钢支护结构。该支护技术在淮北矿业股份有限公司某矿巷道得到了很好应用,用ABAQUS模拟其承载力,介绍了施工工序,证明采用此支护提高了施工效率和安全性能,取得了显著效果。     

小断面引水隧洞初期支护开裂变形影响因素及施工技术优化研究

由于小断面引水隧洞开挖和初期支护施工过程易出现开裂变形,可能会引发隧洞结构的破坏,导致隧洞失稳甚至崩塌,给工人和设备带来危险,对周围环境和人员造成严重影响。为确保隧洞施工和使用安全,减少初期支护的开裂变形,降低后期维护和修复的成本,提高工程的经济效益,研究小断面引水隧洞初期支护开裂变形影响因素及施工技术优化方法。采用三台阶开挖法对某地引黄工程交汾灵支线小断面引水隧洞进行初期支护施工,初支的衬砌材料为C25混凝土与H230格栅钢架。按照隧洞初期支护情况,构建初期支护载荷-结构模型,依次输入不同侧压力系数,分析不同侧压力对初期支护造成的开裂变形影响。经试验验证：当侧压力系数为1.0时,水平、竖向位移值最小;当初期支护每次喷射混凝土厚度更均匀时,隧洞的安全系数更高;仰拱在闭合状态下会减少隧洞不同初支位置的位移。针对初支存在的问题,通过加固支撑、围岩径向注浆等方式进行优化,可使初期支护更加稳定,研究结果能够减少初期支护的开裂变形,降低后期维护和修复的成本,提高工程的经济效益。     

软岩巷道支护参数优化与工程实践

 应用软岩支护理论, 分析了梅田六矿软岩巷道的变形机理, 提出了“锚喷加竹条网”的软岩巷道联合支护方案, 根据现场观测和理论分析, 优化了方案中的各项参数, 取得了良好的支护效果。     

三门峡铝矿巷道支护机理分析及工程实践

根据三门峡铝矿岩层特点及工程概况,研究复杂地质条件下巷道围岩特性,结合现场勘察试验情况,得出围岩的破坏成因,并阐述围岩支护结构的作用机理,借鉴国内外相关的支护经验,给出有针对性的支护方案,详细阐明支护方案的施工要点及其工艺过程,从而达到全面合理的评价效果.     

大刚度高强度二次支护巷道控制机理与应用

通过理论研究和现场多种支护方式的对比试验,建立了大刚度高强度二次支护巷道黏弹、黏塑性力学模型;进行了软岩巷道一次锚网喷支护、二次大刚度高强度支护围岩稳定控制的理论计算、分析与应用。根据理论计算结果,分析了二次支护前后围岩体应力状态的转化结果,得出了二次支护最大工作阻力值的黏弹、黏塑性理论解析解;并确定了第二次大刚度高强度支护的合理参数,选择了安全可靠的支护方法,实现了巷道的长期稳定。二次支护巷道围岩稳定控制的机理为:一次支护让压围岩体受力达到较低变形速率下的力学平衡,充分发挥围岩的承载作用;二次大刚度高强度支护避免围岩体处于高应力状态下及再次应变软化与蠕变劣化导致的承载力降低、状态恶化,减少巷道岩体偏应力,促进围岩应力向长期强度和巷道稳定的流变停止状态转化。     

破碎炭质板岩隧道大变形机理模型试验研究

西南地区隧道开挖过程中经常出现大变形的危害,以破碎炭质板岩隧道的变形情况尤为严重。以某新建隧道出现的大变形情况为主要研究内容,通过对隧道变形的规律及特征进行分析,初步确定了隧道变形的主要因素,通过室内模型试验,对地应力的大小及围岩特性进行模拟,得到了不同因素下隧道的变形特征。试验结果表明,地应力对变形的分布规律有一定的影响,但是开挖后应力释放引起的炭质板岩强度劣化及扩容是形成隧道大变形的主因。通过岩样的X射线衍射（以下简称XRD）成分测定分析,得到了该隧道大变形的变形机理,由此提出了隧道大变形的主要措施,供相关隧道的设计及施工参考。     

金川岩体各向异笥与巷道支护变形破坏关系探讨

央体强度和变形的各向异性直接影响岩体的稳定。通过对金川二矿区１２１８水平采准巷道围岩岩石及岩体结构面分形、弹性波波速值和巷道围岩位移各向异性特征的具体分析,得出了围岩的各向异性是造成金川镍矿深采准巷道支护变形破坏的主要因素之一,也是巷道围岩变形量大、变形时间长的根本原因的结论。     

恒阻大变形锚索支护巷道变形机制模型试验研究

为解决深部软岩巷道大变形问题,以口孜东矿千米深井巷道为工程实例,采用理论分析及物理模型试验的方法,对恒阻大变形锚索支护巷道的围岩变形机制进行研究。首先基于弹性力学理论,将直墙半圆拱断面巷道简化成圆形断面巷道,得出圆形巷道在恒定支护力、不同应力条件下围岩应力分布特征及巷道位移的解析解。其次基于相似理论,设计并完成模型恒阻锚索巷道支护试验,试验结果表明,随着围岩应力的增大,巷道位移程度增大;随着(水平)构造应力增大,巷道缩帮逐渐大于顶底板移进量,构造应力对稳定性影响显著;恒阻大变形锚索能够将应力向深部转移,使锚索锚固区岩体发挥支撑作用。将巷道围岩位移理论计算值与模型试验中各阶段监测值进行比较,结果吻合较好。与现场监测对比发现,巷道变形规律与试验变形规律一致巷道表面位移误差在5%以内,说明模型试验具有一定的参考性。     

深基坑支护变形机理及实例分析

介绍了深基坑支护变形机理,并结合工程实例,根据收集整理的深基坑支护变形监测结果,简述了深基坑支护变形计算中存在的一些问题,并对一些新方法简要探讨.     

金川镍矿不良岩层巷道变形与支护研究

金川镍矿是我国最大的地下有色金属矿山,该矿具有地应力高、围岩破碎的特点,巷道支护是金川镍矿面临的一个严峻的问题.介绍了金川镍矿围岩的工程地质分类、地应力的分布规律和不良岩层围岩的基本特征,总结了金川镍矿不良岩层巷道的变形破坏规律,评价了过去该矿所用的各种巷道支护方式,并介绍了金川镍矿不良岩层巷道支护的新方法采用强力喷锚网支护作为一次支护,尽快的提供支撑抗力,有效的阻止围岩松散,并在有制约的条件下,容许围岩变形缓慢发展,使围岩应力得到一定释放.二次支护采用锚注式支护方式,使浆液注入岩体裂隙,配合喷锚支护,可以形成多层组合拱结构,扩大了支护结构的有效承载范围,改变了围岩的松散结构,提高了支护结构的整体性和承载能力.在局部围岩不稳固地段,采取喷锚网支护、网钢构架支护、U型钢拱架支护及现浇钢筋混凝土支护等措施,进一步提高支护强度,避免巷道的变形破坏.目前,这一新的支护方法已经在金川镍矿逐步推广应用.     

地铁深基坑变形监测及支护结构设计优化研究

以深圳地铁4号线某车站为对象,对地铁深基坑变形监测进行了分析,并根据实际工程存在的不足,提出采用正交试验法对支护结构的安全性和综合造价成本进行优化。监测显示,实际工程的地表沉降值最大为20.14 mm,水平位移最大为27.4 mm,均在标准限值范围内。经正交试验优化后,支护结构的桩径、桩间距、桩嵌固深度、支撑间距为1.0 m、1.75 m、14 m、6 m,数值模拟的最大水平位移和造价分别为31.43 mm、101.58万元。相比之下,优化后的位移增量较小,造价成本大幅降低,说明此次优化有明显的效果。     

危岩体群地段道路边坡变形失稳特征测试与分析

在道路施工中过程中,危岩体群地段的施工经常受到地质环境因素的影响,容易导致公路道路两侧的岩石出现风化和道路塌方,导致危岩体群地段道路出现变形失稳现象。本文对危岩体群地段道路边坡变形失稳特征进行测试与分析,根据分析结果提出了危岩体群地段道路工程施工的关键技术,从施工依据、工程具体施工任务以及施工情况概述、工程施工质量评价等方面描述了该工程施工的相关事项,结合施工现场的数据分析,实现施工优化,改善了危岩体群地段道路工程施工的可靠性和工程质量。     

巷道支护中的金属支架与支护技术分析

随着矿井开采深度的延伸,井下矿压显现越来越大,圆木支护很难适应安全生产的要求,巷道金属支护经过了近些年的发展,已经成为矿井巷道支护的主要形式之一;原来的刚性金属支架也逐渐发展为目前的可缩性金属支架,已经被广泛的应用于各种条件下巷道支护之中。     

大倾角煤层旋采巷道围岩破坏机理与支护技术

为解决大倾角煤层旋采巷道围岩变形控制难题,以潘北矿12124大倾角煤层回采巷道为工程背景,采用现场试验、理论分析与数值模拟相结合的方法,研究了旋采巷道破坏规律及上采空区支承压力对巷道的影响,分析得出大倾角煤层旋采巷道围岩破坏机理。结果表明:(1)旋采巷道拐点处断面较大,且受到上采空区及超前支承压力影响,巷道应力值增大,支护体压缩破坏失稳;(2)旋采至拐点前10 m处采空区煤柱应力与采动应力贯通,同时大倾角下巷道受到上覆岩层剪切应力影响,巷道变形增大。通过分析及工程实践,提出并实施了巷道卧底扩刷、锚网索联合支护方式,有效控制巷道变形,取得较好的社会效益。