基于尖点突变理论的巷道开挖围岩稳定性及支护研究

针对矿山在巷道掘进过程中极易发生失稳破坏问题,以川南某矿巷道为工程背景,通过FLAC3D软件分析开挖过程中围岩稳定性变化规律,监测关键点位移变化情况,将监测位移与尖点突变理论结合,建立巷道围岩稳定性判定的数学模型.结果表明:随着开挖顶板、底板和两帮会逐渐发生失稳变形,在开挖到第7步时发生突变围岩破坏,结合同一层位回风巷...     

多步骤回采时采场底部结构稳定性监测与分析

对冬瓜山铜矿-760 m水平50线和52线采场底部结构巷道围岩变形进行了监测,采用累计位移和变形速率相结合对巷道围岩的稳定性进行分析,并采用巷道围岩稳定性指数对巷道稳定性进行了评价。     

复杂地质条件下巷道围岩变形监测技术

针对复杂地质条件下巷道稳定性难以判定的问题,分析认为复杂地质条件下巷道的稳定性受多重因数影响,为准确掌握巷道稳定状况,对巷道围岩进行变形监测必不可少,介绍了复杂地质条件下巷道围岩变形监测措施,并详细说明了巷道围岩表面位移收敛监测,离层监测,锚杆(索)轴力监测,超前支承压力监测和围岩松动圈测量所用仪器的原理和安装方法。     

构造应力场中的巷道布置

为了了解构造应力对不同布置方向巷道稳定性的影响量,本文首先在全平面应变模型的基础上进行坐标变换,推导出构造应力场中不同布置方向的巷道围岩应力公式与位移公式,并讨论了随巷道轴向与构造应力方向夹角的变化,巷道不同位置的应力、位移变化规律.其次采用FLAC'30软件模拟地下岩体中巷道不同布置方向的塑性区分布状态,应力、位移的变化规律.结合在兖州矿区进行的巷道位移观测得到的构造应力方向,分析其之间的变化关系.研究结果表明,当巷道轴向与最大主应力方向平行时,构造应力对巷道稳定性影响最小.     

金属矿深部开采巷道位移监测与围岩稳定性分析

针对新城金矿深部开采过程中出现的巷道围岩稳定性问题,采用深部开采位移监测系统实时监测矿区深部采场和围岩变形,基于监测信息,综合分析了围岩稳定状态,揭示了金属矿深部开采过程中影响巷道稳定性的主要因素和岩体损伤与变形规律：软弱结构面是影响深部开采巷道稳定性的内在因素,开采扰动是影响巷道稳定性的外在因素;岩体损伤破坏经历了“稳定-失衡-再稳定”的过程,巷道变形表现出了“急剧增长-缓慢增长-基本稳定”3个阶段;浅部围岩破碎后巷道变形会急剧增大,应及时支护掘进巷道,充填回采结束采场,提高围岩体的自承力。结果对矿山优化开采及地压管理具有现实指导作用。     

巷道变形的灰色预测与适时支护

地下巷道开挖后，围岩应力重新分布，在巷道周围出现应力集中区，由此产生围岩张性位移．围岩的稳定性受多种因素影响，但任何因素的影响均会反映在岩体的变形上．在实际施工中，直观而又容易获得的变形信息是巷道的表面位移及其变化速率．因此，如何利用实测到的位移量及其变化速率为工程服务，是近年来工程界出现的重要课题。     

巷道围岩失稳监测技术及应用

巷道围岩稳定性监测可及时对巷道变形与失稳做出预警,是保障煤矿安全的重要手段。针对巷道变形失稳监测的实际,构建45°倾角层状巷道相似模型,设计了可进行巷道围岩力学信息实时探测的小型普通与恒阻监测锚杆,进行基于恒阻大变形锚杆受力的巷道变形与失稳监测模型实验,同时进行多种倾角岩层巷道变形与失稳监测的离散元数值模拟,实验得到巷道变形破坏全过程的位移场精确量测信息与锚杆力学监测信息,分析巷道变形破坏机理,根据巷道变形与锚杆受力变化的时序特征,研究围岩失稳判别条件。结果表明:恒阻锚杆可实现巷道变形与失稳全过程监测,巷道围岩失稳的锚杆受力监测前兆信息为监测曲线短时间内显著持续上升,锚杆受力监测效果优于位移监测。研发恒阻锚杆受力巷道稳定性监测系统并在深部层状岩巷矿井进行工程应用,效果良好。     

巷道围岩多参数监测装置

为预防巷道围岩事故的发生,开发了巷道围岩多参数监测装置,实现了围岩内部应力、离层及巷道表面位移的监测。介绍了巷道围岩多参数监测装置的组成,论述了其测量原理和使用步骤,实验室测量试验结果与实际吻合度较好。监测数据可用于评价围岩的支护、变形、收敛和稳定性,可以大大降低此类围岩事故的发生率。     

基于STM32的矿用巷道多功能监测系统

在地下矿山开采过程中,巷道围岩结构变化具有显著的非线性特征,易引发较大的煤岩动力灾害.现有的巷道监测技术基于单一物理量的数据采集,缺乏多物理量的联合监测与分析,无法准确判断巷道围岩变形状态以及巷道内的环境.为了解决上述问题,设计了基于STM32的矿用巷道多功能监测系统,监测锚杆所受的轴向力、巷道断面位移、巷道内温湿度和巷道内的PM2.5值.从数据感知、采集、传输等方面分析矿井巷道内的情况,并且及时做出预警,防范安全问题的发生.     

尖点突变理论在云南某铁矿巷道失稳判据的应用

针对地下矿山在开采过程中,深部巷道围岩稳定控制问题,以云南某自走铁矿1 430 m中段开采巷道为工程背景,基于尖点突变理论,提出构建位移-时间势函数的方法,对矿山现场位移监测数据进行多项式拟合得到势函数突变特征值,并根据特征值正负判断监测点巷道稳定性。利用FLAC3D数值模拟手段对理论计算的准确性进行验证分析。结果表明：基于位移-时间的尖点突变失稳模型能够较为准确地判断巷道围岩的稳定性。