构造应力场对深井巷道围岩稳定的影响

为了研究构造应力场对深井巷道围岩稳定的影响，运用3D-σ有限元计算软件对深井巷道在构造应力场中不同布置方向的稳定性进行了数值模拟分析，分析得出随着巷道轴向与构造应力场方向夹角的增大，巷道围岩受力状况逐渐趋于恶化。对此，提出在布置巷道时，尽可能使巷道轴线方向与最大水平主应力方向以小角度相交(最好趋于一致)，并采用宽度大于高度的矩形、拱形或椭圆形断面，使断面形状与构造应力状态相适应。     

锚网索喷支护技术在厚煤层底板巷的应用

介绍了兴安煤矿在施工四水平北11层一三区二段底板层大断面巷道时,采用一梁三索、锚网索喷联合支护,通过高强度锚杆、锚索、钢筋网和拱型梁联合支护、喷碹达到共同承载的效果。     

长距离泵送混凝土砌碹支护研究

某矿-400 m水平水仓位于地质构造复杂区域内且底板极具亲水膨胀性,在高构造应力、高地应力以及高膨胀应力的作用下,原有普通锚网索喷支护方案无法维持水仓围岩的基本稳定;根据现场地质条件及围岩破坏原因剖析,结合原支护方案的不足,决定对水仓围岩采用全断面钢筋混凝土砌碹支护方案。首次将长距离泵送混凝土技术引进到矿山砌碹支护中,弥补了普通人工砌碹的不足,取得了良好的技术效果与经济效益。研究结果表明：处于软弱膨胀岩层中的水仓,仅通过锚网索喷很难维持巷道的基本稳定;对松动围岩二次注浆加固后,可有效提高围岩的自身承载能力和支护结构的整体性;全断面钢筋混凝土砌碹支护结构,可有效控制巷道的严重底鼓变形。     

砌碹巷道失稳机理及加固技术研究

为了保证已失稳砌碹巷道的长期使用,采用理论分析和工程实践的研究方法,对其失稳机理及加固技术进行了研究.结果表明:由于受超挖、动压、地下水侵蚀等因素的影响,砌碹巷道容易产生拱顶壁后空洞或拱肩壁后空洞.当空洞发展到一定程度,砌碹结构与围岩的相互作用可使砌碹结构在局部产生大于砌碹抗压强度的弯曲压应力,进而导致砌碹巷道失稳.另外,基于改善砌碹结构受力状况、提高围岩强度和增大支护阻力所提出的壁后充填、围岩注浆和锚杆支护的综合加固技术对失稳砌碹巷道的控制效果良好.     

基于应力椭圆的巷道变形破裂特征及优化布置

原岩应力是影响巷道围岩稳定的决定因素,通过选择合理的巷道布置方式,改善巷道横断面应力分布状态,是解决巷道围岩变形破裂问题的关键所在.采用理论分析方法得到了表征巷道断面应力分布的应力椭圆表达式,并利用FLAC3D数值模拟软件,分析了不同巷道布置情况下,围岩变形破裂特征与应力椭圆的关系.研究结果表明:巷道断面应力椭圆大小和分布随其走向不同存在显著差异,应力椭圆越大,巷道开挖后应力集中越明显;随着巷道断面主应力和的增大,巷道围岩变形和破坏范围也随之增大,且破坏主要发生在垂直最大主应力方向上,因此,最优的巷道布置方式应使应力椭圆最小.在平顶山十二矿井下进行原岩应力、巷道变形和松动圈实测,验证了理论分析和数值模拟结果.     

贺西煤矿三采区运输巷扩刷变形分析与控制

基于扩刷施工后大断面巷道围岩控制难题,以贺西煤矿4#煤层三采区运输巷扩刷施工为研究背景,理论分析了扩刷后大断面巷道围岩控制难点,采用FLAC3D软件模拟了运输巷扩刷前后围岩铅直应力与塑性区的分布与演化特征。结果显示:扩刷后巷道围岩铅直应力集中区及塑性区分布范围明显增大,巷道浅部围岩存在3.5m厚连续均匀分布的"塑性环"。据此,提出锚杆索+注浆+U型钢棚等联合支护技术,锚杆支护后在巷道浅部围岩形成厚度为1.6m的预应力拱形承载结构。试验表明:巷道顶底板与两帮最大移近量分别为218mm和165mm,扩刷后巷道围岩变形得到了有效控制。     

矩形断面巷道合理宽高比的探讨

为了探讨矩形断面巷道合理的宽高比,基于弹性力学中孔口应力的复变函数解法,求解矩形断面巷道周边应力分布,并通过单因素分析法探讨相关因素对矩形断面巷道周边应力变化的影响。同时,根据潘一东矿1232(1)工作面的地质条件,运用数值模拟软件FLAC3D模拟不同宽高比矩形断面巷道周边位移。研究结果表明:矩形断面巷道围岩为各向同性时,巷道应沿最大水平应力方向布置,矩形断面巷道合理的宽高比约为1;潘一东矿1232(1)工作面非均质矩形断面回采巷道的合理宽高比为1.2,矩形断面合理的宽高比与巷道断面中各种不同岩性的岩石所占比重有关。     

巷道破坏机理与支护形式的选择

1　巷道的破坏机理1 1　岩石的原始应力状态开采以前 ,岩层都处于原始应力状态 ,如图 1所示。垂直方向上由于上覆岩层的作用形成垂直应力δ1,在垂直应力作用下 ,岩块A要沿三个相互垂直的方向 (X ,Y ,Z方向 )产生变形 ,而受到相邻岩体对岩块侧向变形的约束面产生侧向应力δ2 ,δ3 ;一般认为水平方向上的条件是一致的而且都是由于垂直应力δ1所引起的 ,所以 :δ1=δ2 =δ3 =λγH式中　δ2 ,δ3 ———侧向应力 ,N/m2 ;λ———侧压系数 ,取决岩块所处力学状态 ;H———岩块所在位置距地表的深度 ,m .需要指出的是 ,岩层中的原始应力除重力…     

锚网喷U型钢支护技术在巷修中的应用

1 问题提出 米村矿-140m水平运输大巷100m处巷道采用料石砌碹支护,原设计为半圆拱断面,净宽4.6m,净高3.8m.由于受采动影响,使该段巷道碹体支护受到集中应力的作用.碹体砌块接缝中灰浆粘结力被破坏,出现碹壁开裂,直墙鼓出,拱部呈锅底下坠,或平顶破坏现象.现巷道净宽4.0m,净高3.4m,风速较大,影响运输和行人安全.经多方案比较,最终采用锚网喷U型钢支护技术,并取得良好效果.     

运输巷道底板的动力破坏

塔什塔戈尔矿床有构造地质应力场,其水平分力比垂直分力б_3(等于γH)大0.8～2倍。因此,最大压缩应力集中系数在巷道的顶板和底板。该系数大约是30б_3。这样高的应力与高模量的脆硬岩石相结合,引起巷道周边岩石,特别是垂直于最大水平构造地质应力布置的巷道周边岩石,产生动力破坏。     

高海拔矿区地应力测量与岩爆倾向性评价

采用套孔应力解除法和空心包体三轴应变计,完成甲玛矿区井下4个水平的地应力测量,获得8组三维地应力状态数据,揭示了矿区地应力场的分布规律,建立了矿区地应力场模型。根据地应力实测数据,采用多角度、多重判据对围岩岩爆倾向性进行评价。结果表明：甲玛矿区地应力以水平构造应力为主导,属构造应力场型矿区,地应力量级属中等,井下围岩岩爆倾向性为弱~中等。研究成果对指导矿山井巷工程设计、采场布置、支护参数优化及地压灾害防控等具有重要参考价值。     

金川三矿区东部贫矿现场地应力测量及应力分析

金川三矿区东部贫矿地处于F₁₇断层以东,属于超基性贫矿。随着选矿和冶炼技术的逐步提高,三矿区东部贫矿于2004年4月份建成投产,是金川三矿区的主力采区。掌握矿山围岩应力状态,可以为采矿方法的选择、巷道的支护与施工、防止巷道大变形提供有效的科学依据。采用空心包体应力解除法对三矿区东部贫矿1200m-1450m进行地应力实测,共获得13个测点的地应力实测数据,1200m水平获得7个地应力测点,1250m-1450m水平获得6个地应力测点。通过分析地应力实测数据表明,井下1200m～1450m水平最大主应力量值为13.0～21.1MPa,属于中等应力水平。部分测点的最大水平主应力倾角超过20°,最大达到-57°表明该地区应力状态较为复杂,应力作用方式发生改变,水平应力为主导的趋势已不明显。     

煤矿井下应力场类型及相互作用分析

基于原岩应力场与采动应力场,提出支护应力场的概念,即支护在围岩中产生的应力场与在支护体内部产生的应力场,并指出3种应力场构成了煤矿井下综合应力场.在井下实测数据的基础上,研究了煤矿井下原岩应力,特别是构造应力的分布特征;采用数值模拟方法,分析了掘进工作面、巷道及采煤工作面周围应力分布特征与规律,采动集中应力的大小;计算了预应力锚杆支护、单体液压支柱及金属支架在围岩中产生的应力场.分析计算了锚杆杆体、托板及钢带等支护构件中的应力大小与分布特征,并对比分析了原岩应力、采动应力及支护应力的量值.论述了原岩应力场对采动应力场的影响,以及采动应力场与支护应力场的相互作用与关系.     

深部原岩应力对巷道围岩破裂范围的影响规律研究

为研究煤矿深部原岩应力对巷道围岩破裂范围的影响规律,采用空心包体法在郓城千米埋深煤矿井底车场进行地应力实测,得到了煤矿深部原岩应力状态,并应用声波测试方法,测量得到了不同巷道帮部的围岩破裂范围。将原岩应力转化为与巷道帮部直墙面平行截面上的初始径向应力和初始剪切应力,研究不同初始应力状态下巷道围岩破裂范围发现：初始径向应力对深部围岩破裂范围影响较为显著,且初始径向应力越大破裂范围就越小;而初始剪切应力对围岩破裂范围的影响显著性较小。此外,实测结果还证实了围岩岩性和巷道断面大小是影响围岩破裂范围的重要因素。     

孔压静探模型槽试验中土应力的变化规律

通过以粘土为介质的孔压静探(CPTU)模型槽试验研究，根据埋置在土中的微型土压力盒在贯入过程中所测到的土应力(轴向附加应力和径向附加应力)，分别分析了轴向和径向附加应力的变化规律，并进行了此较。然后根据所得到的轴向和径向附加应力值以及它们的变化规律，得到了由于探头贯入而产生的轴向和径向附加应力场，分析了轴向和径向附加应力场的特征以及它们之间的相似性和不同之处。     

低地应力区地下洞室初始和二次应力离散元模拟

采用了二维离散元法，以西北某市水利地下洞室工程为例，对低地应力状态下洞室开挖前后，初始应力和围岩二次应力及其相应特征，进行了二维离散元数值模拟研究。该项研究工作，将有助于进一步研究低地应力条件下洞室围岩稳定性和围岩变形破坏机理，因此它具有重要的理论价值和实际意义。     

狮子山铜矿深部开采三维地应力实测及应力场分布研究

狮子山铜矿已进入深部开采阶段,针对深部巷道破坏严重、岩层移动加剧的现象,采用空心包体应力解除法对该矿进行三维地应力测量,共获取四个不同中段测点的三维地应力测试数据。地应力实测结果表明,四个中段测点的最大、最小主应力基本呈线性变化,最大主应力为45.59 MPa,随深度增加而增加,倾角变化范围为-8.68°～6.15°。最大水平主应力与垂直主应力的比值变化范围为1.41～2.75,说明矿区地应力以水平构造应力为主,剪应力值相对较大。九中段、十一中段、十二中段的最大主应力方向与矿体走向基本一致,而十五中段最大水平主应力方向与矿体走向近似垂直,地应力场的分布特征与工程地质调查和巷道变形调查结果相吻合。     

硫磺沟煤矿原岩应力实测与分布规律研究

硫磺沟煤矿采用应力解除法进行了5个原岩应力测量,通过对原岩应力量值、方位、倾角、埋深等因素的综合分析对比,得出矿井地应力分布规律和特点,为矿井巷道布置、支护设计和动力灾害防治提供了科学依据。     

小庄煤矿地应力场分布规律实测与模拟研究

地应力场主要由自重应力场和构造应力场组成,是影响井下采掘工程活动最重要和最根本的因素,掌握矿井的地应力场分布规律,对整体提高矿井的经济效益和社会效益具有重要的意义。本文在小庄煤矿区域采用套空应力解除法进行地应力场测量,并采用三维应力场反演验证测量结果,从而得出了小庄煤矿的应力分布规律,为矿井动力现象的预测预防奠定了基础。     

青海能源鱼卡一井流变应力恢复法地应力测试研究

青海能源鱼卡一井是目前世界上海拔最高的大型煤矿,受多期区域构造运动的影响,围岩软弱破碎,导致巷道支护问题愈发突出.为了对鱼卡一井巷道开挖支护进行科学合理设计,需要掌握巷道围岩赋存的地应力特征.基于深部破碎软弱围岩的流变应力恢复法地应力测试技术,在鱼卡一井+2750 m西翼机轨合一大巷开展了现场地应力测试.测试结果表明:...