巷道底鼓控制的相似材料模拟研究

以平顶山煤业(集团)有限责任公司三环公司己15煤巷为模拟对象,应用相似材料模拟方法,研究了不同支护方式对巷道底鼓的控制效果.     

电子经纬仪在煤层相似材料模拟实验中的应用

探讨了电子经纬仪在急倾斜煤层相似材料模拟实验的观测方法、观测原理。通过对观测数据的分析,表明电子经纬仪观测结果的精度满足实验的要求。电子经纬仪操作简单、精度高,因而在相似材料模拟实验是一种行之有效的观测方法。     

相似材料模拟试验经纬仪观测方法分析

本文提出了应用经纬仪进行相似材料模拟的位移观测方法,并对这种方法的观测原理,方法及精度作了分析,经纬仪观测法的精度与灯光透镜法,小钢尺法等精度相近,且具有布设测点灵活、量程不受限制、设置测和简单等特点,因而这种方法可作为一种行之有效的位移观测方法。     

“挤压-挠曲”复合底鼓机理及相似模拟技术研究

底板自身的受力状态、周围岩体的物理力学特征以及巷道的布置位置、相邻巷道的开掘方式等造成了深埋巷道层状底板底鼓机理的差异。现场大量事实表明,阳煤五矿+211水平皮带运输巷的底鼓属于一种"挤压-挠曲型"复合底鼓,且底鼓的发生位置不是常见的底板中央。通过对复合底鼓机理的理论分析,结合相似材料模拟试验,分析了深埋巷道底板变形、垂直应力和水平应力分布规律。该研究对了解非对称条件下深埋巷道"挤压-挠曲"复合底板围岩变形规律具有一定的指导意义。     

底鼓巷道高性能注浆加固材料试验研究及应用

底板注浆是治理巷道底鼓行之有效的方法,注浆材料的性能直接关系到底板注浆的实施与效果。通过优化现有注浆材料,采用试验室试验,研究开发了一种高性能注浆材料,确定了最佳配比。通过研究高性能注浆材料水灰比与黏度的关系、强度及膨胀特性得出:高性能注浆材料理想的注浆水灰比为0.8~1.0,潮湿环境下具有较好的微膨胀特性。在某煤矿进行了注浆试验,试验巷道底鼓量显著降低,取得了良好的试验效果。     

新型锚固材料控制巷道底鼓技术研究

为治理受巷道积水影响的底鼓问题,研制出新型锚固材料在东大煤矿中央进风大巷进行锚索锚固底板治理中应用。通过对新型锚固材料进行不同配比试验,结合巷道现场监测数据得到如下结论:锚固材料水灰比为0.4时,锚固性能最佳。硅灰、矿粉、偏高岭土、聚丙烯纤维素各占锚固原材料的1.5%、0.1%、12%、0.05%时锚固材料固化性能最佳。采用新型锚固剂有效解决了巷道底鼓问题,巷道底鼓量最大位移量控制在100 mm以内。     

两帮注浆在煤层巷道底鼓控制中的数值模拟研究

以漳村煤矿2205工作面回风巷为试验背景,通过对其顶底板、两帮与煤柱的破坏关系分析,得到2203工作面的采动影响是造成其巷道底鼓的主要原因,其底鼓类型为挤压流动型;结合巷道的实际情况,提出对巷道两帮注浆来控制巷道底鼓的方案,并运用FLAC3D软件进行数值模拟,结果显示:两帮注浆后巷道底鼓量、顶板下沉量、两帮位移量分别为25、55、14 cm,相比原状态分别减小了78.4%、24.7%、71.4%,有效改善了巷道底鼓状况。     

巷道底鼓机理数值模拟

在岩石破裂过程分析系统（RFPA_2D）的基础上,引入岩石蠕变演化模型,考虑岩体在恒定荷载情况下,其长期强度随着时间变化,造成巷道围岩的强度与弹性模量衰减。数值结果表明,底板岩层在水平应力的作用下,出现初始变形破坏、离层,导致垂直应力降低,巷道围岩的两帮和底板出现裂纹扩展。由于岩石的蠕变特性,其底板岩层的强度和弹模随着时间增加其值不断衰减,水平应力沿底板岩层方向开始向深部岩层转移,造成巷道底板岩层在水平应力作用下不断地向巷道内鼓出,底板岩层达到最终破坏深度。     

底板深孔爆破卸压机理及底鼓控制技术研究

高河矿E2305工作面胶带巷由于底板岩层强度低,在高应力作用下导致巷道底鼓严重。利用FLAC^3D软件分析了底鼓发生的主要机理,通过理论计算和数值模拟计算,提出了底板深钻孔松动爆破方案。通过相似模拟,研究工作面回采过程中矿压显现、回采巷道附近围岩的应力分布、位移、巷道的破坏方式及程度的规律。对回采巷道底板岩层进行深孔爆破卸压处理后与原支护不爆破卸压的巷道底鼓现象和规律做出对比,结果显示底板深孔爆破卸压能够解决底鼓问题。工程实践表明:巷道最大底鼓量为55mm,最大底鼓速率为26mm/d,变形速率及底鼓量在巷道正常使用允许范围之内,底板卸压爆破后巷道变形尤其是底鼓得到了有效控制,可以为相似条件下巷道底鼓治理提供借鉴。     

相似材料模拟试验中的误差补偿理论

以岩梁理论和弹性力学为基础建立了相似材料模拟试验的误差补偿理论,经过误差补偿可减少模拟试验误差,从而使相似材料试验结果由定性向定量的转化.     

注浆加固防治巷道底臌数值模拟研究

使用FLAC软件对注浆加固技术防治巷道底臌的机理进行了研究,并与其他支护方式进行了比较.使用底板注浆加固技术与普通锚杆支护相比,围岩变形量大大减小,巷道两帮变形量及底臌基本被控制.     

底角锚杆在深部软岩巷道底鼓控制中的应用研究

底鼓作为深部软岩巷道围岩变形与破坏的主要形式之一,一直困扰着贵州开磷集团马路坪矿。通过对700m中段运输大巷变形状况的实地调查,以及对底鼓因素的理论分析,同时运用数值模拟方法,研究底角锚杆在控制底板变形中的受力特征,从而提出底角锚杆控制底鼓的工作机理。通过对三种底锚形式(单排底锚、双排底锚以及垂直底锚)的数值模拟对比,得出如果在高地应力情况下,安设垂直底锚能够防治由于较高的应力集中而形成的剪切破碎带随着破坏的发展、剪切带贯通而形成的楔形破坏。同时加设双排底锚,利用材料自身的抗剪强度,切断底板基角部位的塑性滑移线,使应力向岩体深部传递,最终有效地控制巷道底鼓。     

缓倾斜煤层相似材料模拟试验研究

以安徽省淮北市海孜矿为原型,根据相似理论,对采后缓倾斜工作面上覆岩层下沉和水平移动进行了相似材料模拟试验的研究,获得了岩层与地表移动参数,为缓倾斜煤层综采技术的应用和推广提供了理论依据,对指导海孜矿区减小采动损害及保护煤柱的留设具有实际应用价值。     

基于正交试验的底板破坏深度主控因素敏感性分析

为了研究底板破坏深度的影响因素,考虑工作面倾斜长度、采厚、采深、不同底板岩层力学参数和承压水水压,采用FLAC3D软件模拟底板破坏深度,运用正交试验法对模拟结果分析,研究影响底板破坏深度主控因素敏感性。研究结果表明,工作面斜长、采深、采厚对底板破坏深度的敏感性主次顺序为工作面斜长采深采厚;抗拉强度对底板拉破坏深度的影响为高度显著;底板岩层黏聚力、内摩擦角对底板破坏深度及拉破坏深度的敏感性不显著;抗拉强度、内摩擦角对剪破坏深度的敏感性较弱,黏聚力对底板剪破坏深度具有显著性影响;随着承压水压力的增加,底板中水平最小主应力与承压水压力越来越接近,且水平应力值接近水压的岩层范围增大,导致突水的危险性增加。     

薄煤层超高水材料充填开采相似模拟试验研究

以山东某矿煤岩赋存条件为原型,取线性比Cl=1/150、时间比Ct=1/150、强度比CR=143×10 -3进行了薄煤层（厚度1.2 m）超高水材料充填开采相似模拟试验研究。设计了试验参数及超高水材料在模型采空区的充填方法,揭示了薄煤层超水材料充填开采采场覆岩及地表活动规律,并与类似条件下的垮落法开采进行了对比。结果表明：与垮落法开采相比,超高水材料充填开采时工作面超前支承压力的影响范围缩小且峰值明显降低,工作面后方上覆岩层稳定时间缩短,没有出现垮落带与明显断裂带;该技术能将地表移动和变形控制在规定要求的范围内,提高充填率有助于降低覆岩活动与地表变形程度。     

巷道底臌分析、监测及控制技术研究

为了解决掘进巷道时,巷道压力大、顶板破碎、底板臌起,致使施工不能连续进行的问题,通过分段实验,加强监测监控,使巷道变形量得到有效控制,降低了巷道维修的费用。     

承压工作面底板破断规律双向加载相似模拟试验

以峰峰九龙矿承压水上工作面15423N回采时底板鼓起、破断现象为研究对象,通过现场工作面底板岩芯钻取编录、地应力测量及工作面地应力场数值模拟反演,获得了15423N工作面底板岩层赋存及环境应力场特征;在此基础上采用双向加载相似模拟试验平台和基于独立弹簧组构成的承压水载荷模拟装置,对九龙矿承压水上工作面底板破断诱发突水的机理进行了分析;获得了工作面回采过程中,底板不同深度岩层应力及位移场的时空演化特征。     

浅谈矿井底臌防治措施

针对巷道底臌不易防治的实际情况,通过对底臌机理的分析,矿井采用防水、防动压,对巷道底臌进行防治,减慢巷道变形。