受贯通裂隙控制岩体巷道稳定性试验研究

研究了构造控制性裂隙与巷道布置匹配不同对回采巷道的稳定性影响规律,分析了裂隙间距、裂隙倾角及其裂隙方位和巷道轴向夹角因素对巷道围岩收敛变形的影响关系,提出构造控制性贯通裂隙条件下保证巷道稳定及其维护的裂隙-巷道轴线匹配布置原则。     

裂隙岩体爆破数值模拟研究

岩体的裂隙常常会影响爆破效果。为探明竖直裂隙对岩体爆破效果的影响,采用有限元分析软件ANSYS/LS－DYNA分别模拟了无裂隙岩体、竖直闭合裂隙岩体(裂隙间距为40,60 cm)、张开度为0.5单元竖直充填裂隙岩体(裂隙间距为40,60 cm),对其有效应力等值线图、有效应力时间历程曲线、损伤范围进行分析。结果表明：相比于完整岩体,无论是闭合裂隙还是充填裂隙,在同时刻的有效应力作用范围均有显著的下降;相对于无裂隙岩体充填裂隙爆破损伤范围减小了40 cm,损伤范围降低了20％;闭合裂隙相对于充填裂隙应力减少的慢些,爆破损伤范围相对无裂隙岩体减小了0~40 cm,损伤范围降低了0％~20％。     

裂隙岩体巷道围岩稳定性模拟研究

首先分析了某矿山的工程地质条件及构造裂隙分布情况,并对关键区域岩体结构进行研究。采用数值模拟手段研究了裂隙岩体在开挖及回采条件下的应力变化及围岩变形规律,分析得到不同采掘阶段无底柱分段崩落法对裂隙岩体围岩稳定性的影响。     

节理裂隙岩体巷道变形规律的模拟研究

首先分析了研究区矿山地质特征,构造裂隙分布状况与发育程度对巷道的稳定性影响很大,采用模型实验、数值模拟计算相结合的综合研究方法,从巷道围岩裂隙的分布特征角度,探讨了裂隙因素对巷道围岩变形规律的影响,为裂隙岩体巷道变形及稳定性的定量化评价奠定了基础。     

裂隙岩体巷道稳定性试验研究

用模型试验研究裂隙岩体巷道稳定性规律，分析了裂隙间距、裂隙倾角及其裂隙方位和巷道轴向夹角等因素对巷道围岩收敛变形的影响，提出了有利于巷道稳定与维护的轴向布置总体选择原则。     

裂隙岩体空气间隔装药数值模拟研究

节理裂隙是自然岩体普遍具有的特征,工程实践与研究均表明岩体裂隙对于岩石爆破效果存在显著影响.针对空气间隔装药在裂隙岩体中的应用问题,采用有限元分析方法对不同节理间距条件下垂直节理岩体空气间隔装药爆破进行了数值模拟,分析了不同节理裂隙间距条件下爆破的损伤效果与应力分布情况,探讨了裂隙岩体对空气间隔装药爆破效果的影响作用.     

裂隙岩体巷道大变形特征与稳定性控制

针对木孔矿深部裂隙岩体变形巷道围岩的稳定性及控制问题,采用现场调研与测试、实验室力学试验、理论分析和现场试验相结合的方法,分析+600 m(东翼)运输大巷围岩变形的主要影响因素。研究结果表明,该段巷道变形较大,应力环境复杂,围岩内部呈分区破裂形式分布,节理裂隙比较发育,为碎裂状结构类型。岩石力学试验结果表明,岩石的力学性质差异明显,岩体受到构造或结构面的影响较大;对该巷道的典型地段进行稳定性分级及描述,稳定性类别大多为V或IV类。因此,结合巷道围岩变形特点提出综合控制原则及关键技术,工程实践中采用"分次强化支护,实现内外承载"为核心的"锚杆、锚索和两步注浆壳体"联合支护技术,监测结果表明,新支护后的巷道围岩变形在可控范围之内,最终变形速度均未达到0.2 mm/d。     

裂隙岩体巷道稳定性模拟研究试验

通过对构造裂隙煤岩体巷道稳定性的试验室相似模拟试验,结合潞安矿区裂隙分布状况,研究控制性构造裂隙与巷道布置匹配以及裂隙分布参数变化对巷道稳定性的影响规律和回采巷道布置与其匹配的基本原则。     

裂隙岩体损伤应变软化本构模型数值模拟研究

结合采矿工程实际,利用开发的本构模型,对芦岭煤矿某轨道大巷进行数值模拟,分析其稳定性。结果表明:将该自定义本构模型用于裂隙岩体巷道围岩稳定性分析,具有较强的可行性,可对工程施工提供合理建议。     

软岩巷道交岔点稳定性数值模拟研究

借助有限元软件ANSYS对软岩巷道交岔点的稳定性进行数值模拟分析,研究巷道交岔点的应力场及应力集中系数、收敛变形等变化规律以及软岩巷道交岔点围岩的破坏特性,对其进行稳定性评价。研究认为,软岩巷道交岔点处应力集中系数远高于其他部位的应力集中系数,其中锐角侧应力集中程度较高,容易出现稳定性问题。交岔点的收敛变形以顶板变形为主,故顶板的稳定性较差,软岩巷道交岔点两帮和拱肩是巷道的薄弱部位,稳定性较差。     

梯形断面掘进巷道围岩稳定性数值模拟

针对埋深和断面对巷道围岩破坏这一煤矿安全的关键问题,通过对掘进巷道围岩的理论建模,分析了不同埋深梯形掘进巷道的围岩应力场和位移的变化规律,结果表明:随着埋深增加,无锚杆支护的巷道两侧会受到很大的应力而发生变形直至破坏,而锚杆支护后,可以明显降低围岩周围的应力,且巷道位移较小,不产生破坏。煤矿巷道开挖后,应立即进行锚杆支护,可以十分有效的控制巷道两侧围岩以及顶板和底板的变形,从而使巷道处于安全状态。     

掘进巷道周围煤体渗透率演化过程数值模拟

煤岩体的渗透率对煤岩体和瓦斯所构成耦合系统的稳定性起着不可忽视的作用,进行掘进巷道周围岩体渗透率演化过程模拟研究对降低巷道掘进过程中煤与瓦斯突出事故发生率有一定意义。根据线性多孔弹性介质基本规律,建立渗透率和孔隙率动态方程;以岩体力学、渗流理论、传热学及热-流-固耦合理论为基础,建立含瓦斯煤层的热-流-固动态耦合模型。结合Comsol Multiphics和MATLAB对模型进行模拟,得出掘进巷道周围煤岩渗透率的演化过程,发现应力变化对渗透率变化的影响较大;在温度的影响作用下,渗透率演化规律和流-固耦合模型下渗透率演化规律有一定差异性。     

骑跨采动压巷道围岩稳定性数值模拟研究

当煤层工作面推进方向与底板岩石大巷走向一致时,大巷围岩将长期受上部煤层回采时的采动影响.相对于其它跨采巷道,骑跨采巷道围岩的应力与变形相对较复杂.借助弹塑性理论,运用岩土数值模拟软件FLAC3D,分析骑跨采巷道围岩的应力、变形、塑性区分布的一般特征.可为骑跨采动压巷道的修复及加固设计提供理论依据.     

软岩巷道围岩稳定性的FLAC3D数值模拟研究

软岩巷道的变形和位移,对于整个结构的稳定性具有重要的影响。通过有限差分方法(FLAC3D)对围岩变形、破坏过程进行分析研究。分析了岩体支护前后围岩变形及应力状态,对巷道围岩的稳定性和初级支护结构的安全性作出了综合评判,并得出一些非常有益的结论。     

基于流固耦合理论的富水巷道稳定性数值模拟

为了研究流固耦合应力场对富水巷道稳定性的影响,运用FLAC3D数值模拟软件,建立了富水巷道计算模型,从围岩的位移、塑性区的大小分布情况2个方面分析了渗流对不同等级围岩稳定性的影响,并以变形破坏最严重的巷道为例进行了支护设计,验证了锚注联合支护技术对富水岩层巷道加固的有效性和合理性。     

深部大规模开采岩体稳定性数值模拟研究

基于FLAC3D对马城铁矿深部大采场开采及回填过程中,围岩与充填体的稳定性进行数值模拟计算,并通过现场工程试验进行了验证。研究结果表明:(1)一步回采后,矿房出现顶板下沉和底鼓现象,间柱顶底板处应力集中明显,最大应力达到36.45 MPa,围岩局部呈塑性破坏;二步回采时,矿柱位置应力集中加剧,最大集中应力达到69.35 MPa,顶板最大位移15.01 cm,空区部分围岩呈失稳状态。(2)一步回采胶结充填后,胶结充填体对空区围岩起到了支撑作用,在一定程度上恢复了围岩三向受力状态,矿房顶底板应力集中程度减弱;二步回采尾砂充填后,充填体进一步抑制了空区塑性区的发展,围岩受力分布相对均匀,顶板位移与之前相比基本不变,顶底板变形得到了有效控制,保证了深部大采场开采的安全性和可靠性。