不同巷道支护方式的数值模拟分析

利用数值模拟软件建立了某磁铁矿岩体在不同地应力条件下的巷道支护方式模型, 分析了其巷道变形及应力分布变化情况, 指导矿山井下巷道支护。同时为了更好满足支护要求, 引入了锚喷加锚杆联系链的支护方式, 数值模拟结果与现场实测数据对比表明, 锚喷加锚杆联系链的支护方式对巷道的稳定性更为有利。     

复杂矽卡岩巷道锚杆支护参数优化研究

锚网喷支护是最常用和经济的矿山巷道支护方式,主要以锚杆为主体控制围岩变形与破坏,其锚杆长 度、间排距与预应力的选取是体现支护效果的关键因素。 针对某铁矿复杂破碎矽卡岩巷道,现有锚网喷支护效果不 理想,展开支护参数优化研究。 首先采用探地雷达进行巷道松动圈测试,根据围岩松动圈范围及岩体结构特征对矽 卡岩进行分类,共分为 3 类分别进行锚网喷支护参数优化;然后在前期点荷载试验及现场地压监测结果的基础上采用 黄金分割法对岩体力学参数进行反演,获得围岩强度及变形参数;最后根据松动圈支护理论确定最佳锚杆长度、合理 预紧力,利用 FLAC3D 建立巷道支护三维数值模型,结合巷道变形及塑性区面积,对锚杆间排距进行优化,分别确定 3 类矽卡岩巷道合理的锚杆支护参数。 经实践验证,优化后支护效果较稳定可靠。 研究结果可为复杂矽卡岩巷道锚杆 支护设计提供参考。     

复合顶板大变形控制联合支护技术研究及应用

以西铭煤矿复合顶板为研究对象,通过室内试验确定复合顶板破坏的关键部位,提出有针对性的联合支护方案,并利用数值模拟方法对支护方案及参数进行验证。支护后巷道变形降低至3.815cm,锚喷网+锚索+底角锚杆支护方式有效地控制了复合顶板的变形,提高了巷道稳定性。     

掘进巷道锚杆支护优化研究

为保证煤炭开采环境的安全性,通过对巷道锚杆支护进行数值模拟来对巷道锚杆支护性能进行研究。针对某矿工作面风巷掘进期间保证巷道支护强度,防止和杜绝顶板事故,采用FLAC3D软件进行数值模拟分析,构建巷道锚杆支护数值模拟模型。模拟结果表明,在采用相同间排距时,可通过改变锚杆规格的方式来提升支护的性能,实现巷道锚杆支护优化。     

软岩巷道锚注联合支护的数值模拟研究

以葛泉矿-190南翼运输大巷为研究对象,采用UDEC数值模拟软件对该巷道在全断面锚喷支护和全断面注浆与锚喷联合支护两种条件下围岩应力分布、围岩塑性区范围、围岩位移和锚杆受力情况进行了分析。结果表明:注浆能够改善锚杆受力状况;全断面注浆与锚喷联合支护能够改善围岩应力分布状况,缩小围岩塑性区范围,在巷道周边形成圆形承载拱,从而保证围岩的长期稳定。工程应用表明,通过数值模拟确定的支护方案是合理的。     

特厚泥岩顶板煤巷变形机理及控制技术研究

针对某矿特厚泥岩顶板回采巷变形大、泥化现象严重的工程难题,通过对巷道变形破坏特征分析,确定了影响巷道破坏失稳的主控因素。基于耦合支护理论,在原支护方案的基础上,提出了单一锚索+锚喷+钢筋网+控底锚杆和多维多级锚索+锚喷+钢筋网+控底锚杆2种优化方案,采用FLAC~(3D)软件数值模拟了2种优化方案的支护效果。     

基于围岩松动圈测试的巷道锚杆支护参数优化及应用

针对镇沅金矿巷道围岩松软破碎的情况,为了合理有效地支护巷道,降低支护成本,采用声波监测的方法对巷道围岩松动圈进行测试,得到巷道围岩松动圈为0.9~1.2 m,并据此对巷道锚杆支护参数进行优化设计。通过理论计算与数值模拟相结合的方式确定了合理的锚杆支护参数:锚杆长1.8 m,直径为16 mm,间排距为0.9 m×1.0 m。应用锚杆支护参数进行工业试验,并对巷道锚杆承载力和巷道收敛变形进行监测,结果表明,支护参数可以有效控制巷道变形,维护巷道稳定,既提高了巷道支护效果,又降低了支护成本,为矿山的安全高效回采提供了技术支持。     

动力显现条件下大断面下山巷道锚喷支护技术研究

分析砂墩子矿动力显现条件下的大断面巷道原有支护失效的原因,运用高预应力一次支护理论,通过加大锚杆锚索的预紧力和增大构件的护表面积,提高初始一次支护的刚度和强度,并用数值模拟优化了支护参数。井下试验表明,锚杆锚索受力正常、巷道变形处于安全可控范围,实现了锚喷一次支护。     

矩形巷道锚杆支护参数确定的数值模拟研究

煤层顶底板的稳定性问题是矿山开采主要的工程地质问题。为解决唐公沟煤矿巷道支护难题,以唐公沟煤矿现巷道支护设计为基础,采用数值模拟技术,通过对3-2煤层及其巷道围岩支护结构进行数值仿真分析得出,无采动作用下,3-2煤层巷道顶板采用5根锚杆支护时,顶板的下沉量得到了很好的控制;巷道两帮施加锚杆支护对控制巷道变形作用不明显;支护锚杆合理的长度为1.8 m;支护锚杆合理的排距为1.0 m。     

软岩大断面峒室支护的数值仿真分析

以高家梁煤矿20307工作面机头硐室地质和开采条件为背景,分别对锚杆支护、单喷混支护和锚喷网联合支护进行数值仿真分析,结果表明:随着锚杆长度的增大,围岩变形先减小后趋于稳定;采用锚喷网联合支护时,巷道围岩变形和围岩内应力集中最小,巷道能够保持长期稳定。     

四方金矿深埋软岩巷道支护研究

矿山在进入深部开采后,由于地压问题引起巷道破坏,支护必不可少,但选择何种支护方式是困扰矿山企业的一个技术难题,亟待研究解决。以陕西四方金矿为例,通过对以往各种理论的总结分析,选取组合拱理论进行计算,应用有限元软件分析支护效果,探讨了不同支护方式下洞周应力、变形和塑性区的分布情况,并应用应力强度系数进行量化分析,研究了不支护、锚杆支护、锚杆与喷混凝土联合支护的效果。结果表明：采用有效的锚喷联合支护,可以改善围岩的应力状态,有效控制巷道的变形,不仅增加工人的安全感,而且提高工作效率,为矿山的安全生产、资源开采回收利用提供有力的保证。     

新城金矿深部全断面锚网喷支护技术研究

针对新城金矿进入深部开采后巷道围岩出现频繁变形和破坏的现象，采用数值模拟的方法分析了不同锚杆长度、不同锚杆预紧力及不同巷道断面尺寸对支护效果的影响，结果表明：锚杆长度与锚杆锚固效果不呈正比关系，当锚杆长度超过2.3m时，锚杆锚固效果不再发生明显变化；当锚杆预紧力为100kN时，锚杆锚固效果最好；小断面巷道围岩表面拉应力明显小于大断面巷道，且其破坏区范围更小。通过以上分析并结合工程现场实际，提出了全断面锚网喷技术参数，并依据工程现场验证了该支护参数的可行性，为杜绝该金矿深部顶、帮冒落伤人事故的发生提供技术支撑。     

软岩巷道破坏机理及锚网支护设计研究

为了保证拜什塔木铜矿软岩巷道支护的安全性。采用理论分析和现场测试的方法,开展巷道变形监测试验,分析软岩巷道变形破坏机理,提出了锚网支护方式,设计软岩巷道锚网支护参数,并通过数值模拟验证锚网支护的可行性。研究表明:软岩巷道顶板及两帮变形收敛大,具有显著的时空效应,且采动影响大,原支护方式不能满足巷道安全性的要求,锚杆和锚网设计参数分别为,锚杆直径为20 mm、长度为1 800 mm、间排距为800mm,锚网尺寸为2m×1m,直径为6mm,网孔尺寸为100mm×100mm。数值模拟验证了锚网支护可以满足软岩巷道安全性的要求,锚网支护有效地解决了软岩巷道变形大等问题,为类似矿山软岩巷道支护设计提供一定的参考。     

锚网喷联合支护大断面硐室围岩稳定性分析

以鸣山煤矿北翼副暗斜井绞车房为例,运用塑性区理论和FLAC^30。数值模拟软件计算分析了大断面硐室围岩的稳定性,进行了大断面硐室锚网喷联合支护初始方案设计,并通过后期现场观测,说明锚网喷联合支护效果良好,能够保证硐室围岩的长期安全稳定。     

千米深井软岩巷道变形破坏机理及控制对策

本文以唐口煤矿深部软岩巷道为研究对象,在总结了巷道现场破坏特征的基础上,分析了软岩巷道的特点和变形破坏的原因,以南部轨道大巷为试验段进行数值模拟,提出了以普通锚网喷+注浆加固围岩为主体的支护方案,现场应用的效果良好,为深部软岩大变形巷道支护提供了有效的方法。     

破碎矿岩预应力全长锚固数值分析

中色集团卢安夏铜业公司巴鲁巴铜矿下盘凿岩巷道矿岩破碎,易风化垮塌,遇水易泥化崩解。普通注浆锚杆无法满足此处巷道稳固性要求,考虑使用预应力锚杆,给围岩提供主动支护。利用FLAC^3D软件对开挖和支护过程进行模拟。分析并比较了全长锚固的预应力注浆锚杆和普通注浆锚杆在控制巷道变形中的不同力学原理。模拟显示,预应力注浆锚杆能够减少巷道顶板沉降量达10 mm以上,相比普通注浆锚杆,提高了近2倍。因此,在矿岩破碎带,采用预应力注浆锚杆维护巷道稳定性是有效的也是必要的。为了达到更好的支护效果,还需对巷道顶板和边墙喷射混凝土,形成喷锚联合支护。     

高应力软岩巷道支护设计及数值模拟

针对某矿T1493风道绕道的具体条件,对其进行了锚网支护参数设计,结合所得到的支护参数,确定其支护形式为全断面锚喷网支护。利用FLAC3D数值模拟软件对该风道绕道3种支护方案的巷道位移变化和塑性区变化进行了模拟,通过对比得出了最佳支护方案。对该风道绕道水平变形、顶板下沉变形和底鼓变形进行了观测,结果发现锚喷网支护满足其支护要求。     

基于随机有限元的隧道锚喷支护可靠度方案优化设计

根据剪切滑移理论, 建立了隧道围岩-支护结构功能函数, 提出了基于随机有限元的隧道锚喷支护方式的可靠度分析方法。以广州某区间隧道工程为例, 在分析支护方案的内力及可靠度参数基础上, 确定优选方案并采用JC法从抗压、抗裂方面验算了其可靠性。研究结果表明:9种工况中喷层的最大轴力为923.67 kN, 最大弯矩为10.12 kN·m, 最大剪力值为47.62 kN, 锚杆的最大轴力为48.06 kN; 以柔性支护和组合梁理论, 初选喷层厚度取值为6 cm或10 cm, 锚杆间距1.4 m, 以可靠度β=3.35为判断标准和耐久性原理, 确定喷层厚度10 cm, 锚杆间距1.4 m的支护参数为最优方案。     

锚带网喷锚索组合支护技术在深部高应力大断面峒室中的应用

鸡西矿业集团东海煤矿胶带输送机房采用锚杆、钢带、锚索组合支护,铺金属网兼喷射混凝土,取得了预期的效果,满足了生产需要,为组合支护在深矿井中的应用积累了经验。     

某地下矿山岩巷喷锚支护数值模拟研究

根据有限元法的基本原理,运用数值分析软件Ansys,对某煤矿深部主井巷道的喷锚支护进行数值模拟与分析,讨论了支护结构受力情况及其支护作用,分析了支护后围岩的应力与位移分布规律,并与现场观测结果相互验证,证明了模型的合理性,为以后的支护设计提供了参考。