软岩巷道围岩卸荷破坏力学模型及影响因素分析

为了研究深部软岩巷道开挖卸荷作用下的力学响应量及大变形失稳机理,基于统一强度准则和岩石三线段力学模型,建立了巷道围岩开挖卸荷力学模型,依据巷道开挖后围岩次生切向应力、等效剪应力分布特征,将围岩力学结构划分为浅承载圈、深承载圈、自稳承载圈、主承载圈和关键承载圈,通过理论分析,求解得到软岩巷道开挖后次生应力场、位移场以及软化区与破碎区范围解析解,结合某软岩工程相关力学参数,分析了巷道开挖卸压作用下围岩屈服应力,围岩破裂区、软化区影响范围以及围岩承载结构的影响因素。研究表明:围岩屈服应力随着初始黏聚力和内摩擦角的减小以及掘进速度的增大而减小,围岩越容易达到屈服发生破坏;围岩软化区范围与围岩初始力学参数相关,初始黏聚力越大的围岩,围岩软化区范围减小;破碎区范围随着黏聚力软化模量、剪胀角、掘进速度以及支护结构间排距等的增加而增大;主承载圈和关键承载圈的范围、径向应力和轴向应力的峰值随着围岩软化程度的增加而增大,且向巷道深部转移。     

利用扩容—稳定理论设计煤巷锚杆支护

围岩的变形和破坏状态在掘进、稳定、回采等不同阶段具有明显差别,利用"扩容一稳定理论"来设计煤巷锚杆支护,以控制围岩的扩容变形,形成次生关键承载层,提高承载圈的承载能力使围岩趋于稳定,解决煤巷锚杆支护强度不够的难题。     

高预紧力锚杆支护技术及应用

采用理论分析、数值计算研究得到锚杆支护高预紧力的作用机理:减小围岩早期变形,提高围岩的承载能力;提供较大的初始支护阻力,实现锚固围岩高阻让压;使顶板处于预应力梁状态,有效减小顶板拉破坏和早期离层。总结了增大锚杆预紧力的各种方法,并将高预紧力锚杆支护技术应用于三河口矿2421工作面轨道巷,结果表明,增大锚杆预紧力可减小围岩的变形、保证围岩稳定。     

沿空留巷“卸压-锚固”双重主动控制机理与应用

针对坚硬顶板下沿空留巷的维控难题,运用理论分析、数值模拟和工业性试验等方法,阐述了"卸压-锚固"双重主动控制机理。坚硬顶板长期悬顶缓慢下沉和突然断裂剧烈来压是沿空留巷的扰动根源,通过主动致裂改变其断裂位置、时机和结构,可实现顶板"大结构"的主动控制。将顶板断裂位置由实体煤侧转移至采空区侧,减弱旋转块体对沿空留巷顶板的连带作用,加速顶板破断、缩短扰动周期,降低悬臂长度、减小附加载荷。沿空留巷围岩具有分区特征,采用长短结合的支护方式分别构建浅部"基础承载圈"和深部"强化承载圈",可实现巷道"小结构"的主动控制。提出的"卸压-锚固"双重主动控制方法能够为沿空留巷营造良好的应力环境、提高锚固效能、降低支护密度。根据凤凰山矿154307工作面10 m厚坚硬石灰岩顶板下沿空留巷的工程实践,卸压后锚杆支护设计为1.5 m×1.5 m大间排距,沿空留巷达到了良好的效果。     

超大断面硐室围岩变形破坏机理及控制

针对断面面积近100 m2的大采高支架换装硐室,采用现场观测、数值模拟等方法分析其变形破坏机理:硐室断面增大致使围岩破碎区、塑性区增大,超大断面硐室塑性区半径达到普通断面硐室的2.2倍;断面增大引起掘进扰动应力增高,而锚杆加固厚度小、初期支护阻力小致使软弱围岩严重变形破坏。针对支架换装硐室0~2.5 m的破碎区、2.5~8.0 m的塑性区,提出了分区耦合支护围岩稳定控制原理:硐室围岩由浅至深破坏程度逐渐减小,达到稳定所需支护强度逐渐减小,采用高强高预紧力"锚杆、注浆锚索、锚索"支护及"分区注浆加固"技术,可形成针对破碎区、塑性区和弹性区的3个相互联系的承载圈,从而满足各个分区支护强度需要,实现支护结构和围岩共同承载,保证围岩稳定。     

基于锚固力学效应巷道围岩稳定性分析

为了分析巷道在锚杆支护时锚杆和围岩耦合作用下形成的锚固承载层对巷道围岩稳定性的影响,根据围岩应力分布曲线特点,将巷道围岩划分为塑性区和弹性区进行研究。结合MohrCoulomb准则,分析锚杆在施加预紧力时引起容重的变化,可求解得到锚固承载层范围内切向应力的解析表达式,由静力平衡方程推导计算出锚固承载层外边界所能提供的等效支护力以及在等效支护力作用下巷道围岩塑性区的应力、半径和巷道位移计算解析表达式。通过上述所求的计算解析表达式结合全长锚固锚杆的预紧力、长度、间排距来分析3者对巷道围岩的力学效应影响。研究结果表明:等效支护力对巷道围岩的稳定性有一定的影响,在等效支护力的作用下,对巷道围岩应力分析可知,围岩应力峰值发生变化,且位置向巷道壁转移;全长锚固锚杆预紧力越大,锚杆长度越长,间排距越密,锚固承载层范围内的等效支护力越大,对巷道围岩的稳定性越有利;锚固承载层厚度与等效支护力的大小成正比,随着等效支护力的增大,巷道围岩的塑性区范围和巷道表面位移都会明显下降,等效支护力对围岩的稳定性有着很好的抑制作用。通过FLAC3D数值模拟对理论分析结果加以验证,根据模拟锚固承载层作用下的塑性区半径和巷道表面位移分析可知,数值模拟与理论分析结果基本一致。     

深部巷道围岩承载圈演变规律与支护技术北大核心

以郭屯煤矿-670辅助水平轨道巷为工程背景,通过承载圈力学模型分析巷道围岩应力变化,采用FLAC^(3D)软件对不同掘进距离、侧压系数和垂直应力下的巷道围岩应力变化进行研究;分析不同长度的锚杆和锚索对承载圈的控制作用。结果表明:随着巷道向深部扩展,承载圈也向巷道深部转移且厚度增加,巷道顶底板应力较两帮应力变化大,承载圈形状由圆形向椭圆形变化;发现锚杆主要控制承载圈内边界,减小巷道围岩浅部的破坏;锚索主要控制承载圈外边界,影响巷道围岩应力分布。根据承载圈理论及对锚杆锚索对承载圈的控制作用提出“锚网喷+锚杆+锚索”联合支护方案;应用表明:“锚网喷+锚杆+锚索”联合支护技术对该矿巷道围岩控制有较大的技术优势。     

太平矿业矽卡岩巷道地压监测及地压规律研究

地压监测是了解地下围岩力学响应,优化围岩支护参数的一种重要手段。为探究安徽太平矿业有限公司矽卡岩巷道地压情况,以该矿-480 m水平主运输巷为研究对象,采用多点位移计和锚杆测力计对巷道围岩变形和锚杆受力进行监测,结合数学统计分析的方法,研究-480 m主运输巷围岩变形和荷载在时间上和空间上的演化规律。监测结果表明,矽卡岩巷道围岩变形值最大可达48 mm,矽卡岩巷道围岩松动圈范围为2～3 m;各位置的锚杆轴力随时间都有所增长,受右侧新开挖巷道的影响,右帮4.5 m处锚杆轴力最大;其余测点锚杆轴力较小,但矽卡岩围岩变形较大,这表明锚杆与矽卡岩围岩之间锚固条件差,锚杆支护没有充分发挥作用;相应研究结果对巷道稳定性分析和支护设计优化具有指导意义。     

煤矿巷道锚喷支护参数优化

结合北京长沟峪煤矿的实际情况,使用声波探测法测定巷道围岩松动圈的范围,根据巷道围岩松动圈支护理论确定长沟峪煤矿巷道围岩属于稳定围岩和较稳定围岩范畴,巷道支护采用喷混凝土支护和锚喷支护,支护设计采用悬吊理论进行。通过对锚杆类型、锚杆长度、锚杆间排距、锚固力、喷射混凝土厚度、混凝土强度等支护参数进行优化设计,选择可靠、合理的支护参数,确保支护经济、安全。     

下沟矿特厚煤层锚杆支护实践

为研究适用于下沟矿特厚煤层受采动影响巷道合理的锚杆支护技术,通过理论分析、数值模拟与工程实践相结合,总结出一套较为成熟的锚杆支护技术采用高预紧力使锚杆产生的有效压应力区覆盖顶板,充分发挥锚杆的主动支护作用;顶板角锚杆最好垂直布置,最大施工角度不应超过10°;钢带可以使锚杆形成的有效压应力区显著扩大,彼此相互连接,形成连续的有效压应力带;锚索可将锚杆支护形成的次生承载结构与深部围岩相连,提高次生承载结构的稳定性,且通过高预紧力与锚杆形成的压应力区形成骨架网络结构,保持围岩完整性。     

"1"与"0"的遐思

安全是生命的屏护,安全是健康的保障,安全是财富的积累,安全是幸福的向往.     

亦谈"煤炭工业亟待调整"的"几项政策"

《中国煤炭》１９９９年第７期高守尧文“煤炭工业几项政策亟待调整”中提出了煤炭工业存在的几个主要问题及解决的政策建议,笔者深有同感。我国煤炭工业自从改革开放以来,充分调动了各方面的积极性,解决了持续多年的短缺问题,保证了国民经济的快速持续增长,功不可没;去冬以来又施行了关闭非法小矿２．５８万个、压产２．５亿ｔ的重大调整措施,估计今后煤炭生产将进一步好转。但应该看到非法开采问题解决后,“高文”中所反映的大小矿难以平等竞争、不同地域的大矿难以平等进入市场和增值税包括运费带来的不平等问题等依然存在,故必…     

“三个亮点”的“化学反应”

所谓“三个亮点”，即突出抓好质量标准化建设、企业文化建设和环境综合治理，并由此促进全厂两个文明建设的全面协调发展。2004年以来，枣矿集团一机厂认真贯彻集团公司部署，大力推进“三个亮点”工程，使企业管理、生产经营、职工思想观念和行为方式都发生了很大变化。     

创建资源节约型环境友好型企业的思考

本文从企业实际出发,全面阐述了创建资源节约型、环境友好型企业的意义、基本条件和工作要求.     

用蓝色思路改写煤都历史

唐山既是一座以煤为主的矿业城市,又是一座有着得天独厚建港条件的沿海城市.唐山市政府充分利用这一独特的地理优势来实现唐山矿业城市的经济转型,充分利用沿海资源,并借助国内外的有利条件,用蓝色思路改写煤都历史.     

“马丽散”和“玻璃钢”锚杆在综采面过地质构造的应用

王庄煤矿5212工作面过地质构造期间,当工作面后半部出现大面积的煤墙片帮和顶板垮落后,积极采用马丽散和玻璃钢锚杆对煤墙联合加固,从而控制了事故的扩大。文章简要分析了在不同条件下的不同支护方法,从而为煤墙管理提出了一种全新的管理方法和手段。