采矿动态环境中巷道稳定的探索

金川矿山地下工程围岩的工程地质条件差，地压活动强烈，尤其是处于采矿动态环境中巷道的失德更为严重。本文以二矿区二期工程采准巷道为例，论述了巷道的采矿环境、围岩的工程地质特性和施工阶段的变形特征，总结了采矿期间巷道的变形特征。针对采矿动态环境中巷道变形破坏严重的问题，进行了分析探讨。     

金川二矿区地下巷道变形监测分析及应用

金川矿山地下工程围岩的工程地质条件差，地压活动强烈，尤其是处于采矿动态环境中巷道的失稳更为严重。通过对二矿区地下巷道的长期变形监测，结合现场工程地质调查研究，综合分析了采准巷道的失稳主要受采动因素和岩体结构因素的影响。提出二次支护与巷道破坏后的重新支护宜强不宜弱的论点与地压控制措施，为后续采矿的顺利进行提供科学依据。     

采区准备巷道层状复合顶板的离层和机理

以澳大利亚一煤矿的现场观测数据为基础，研究长壁工作面采区准备巷道层状复合顶板的离层和扩展特征及离层机理。对3个不同的采矿阶段，即掘进阶段，掘进之后回采之前和回采阶段的巷道顶板离层发生的时问、位置、大小和所对应的地质条件及离层在各阶段的扩展过程和特点进行了研究。从时间上看，巷道顶板离层在巷道成巷之时即出现，其尺寸随着采矿活动的变化而变化。从空间上看，在成巷初期离层在顶板6m范围内分布大致均匀，之后形成2个位于顶板附近和深部的离层区。随着时间的推移，两离层区域逐渐合并，在巷道顶板上方6m范围内形成为巷道高度的2倍的离层区。在成巷初期，最大离层决定着巷道的离层特性。在成巷后期，离层数量则起主导作用。研究结果还显示采区巷道复合顶板的离层机理与各采矿阶段的采矿活动有着密切的关系。另外，顶板各岩层的物理力学特性，岩层的变形与时间的关系和蠕变特性，地下水的影响以及各采矿阶段之前和之后的垂直和水平应力大小等都是导致采区巷道层状复合顶板离层的重要因素。     

丰山铜矿难采矿体地压显现机理及控制技术

阐述了丰山铜矿难采矿体的地压分布规律，分析了巷道失稳破坏的机理，根据地压显现机理，建立了与围岩变形，破坏相适应的地压复合控制技术，应用监测技术平价了地压控制效果，安全采用了难采矿体。     

无底柱分段崩落采矿法开采深埋软破缓倾斜矿体采场地压显现规律

针对小官庄铁矿西区的地质和采矿条件,分别采用采场地压的宏观调查、巷道变形收敛量测、三维弹塑性有限元分析和三维光弹性试验等手段,揭示了用无底柱分段崩落法开采小官庄铁矿西区深埋,软弱破碎围岩和缓倾斜矿体采场地压显现规律。采场地压的显现具有明显的分区分带特征,不同区带中的地压活动程度有很大差异,采场地爪显现具有动态特征。最后指出了影响采场地压显现的重要因素。在—260m水平开采中,采取了相应的措施,有效地控制了地压,获得了巨大成功。     

地质结构影响下的金属矿山地压显现机制初探

以金山店铁矿东区为工程研究背景,采用地质调查、位移监测、数值模拟及理论分析方法,开展地质结构影响下的金属矿山地压显现机制研究。研究结果表明,随采矿进深,岩体结构面对采空区围岩地压显现的范围具有明显控制作用,在陡倾优势结构面作用下,采空区上盘围岩形成反倾岩壁,下盘围岩形成顺倾岩壁,上盘地压显现范围远大于下盘;地压显现特征差异明显,结构面主控区的巷道以断面整体偏转变形为来压特征,断层控制的巷道以顶板垂直垮落为主、来压更为剧烈;地压显现的空间错动效应是结构面产状和局部断层滑移综合作用的结果,表现为开采阶段巷道稳定、而已采及深部未采矿体的阶段运输巷道发生大面积连续垮塌冒落。     

高地应力孤岛顺槽高强让压锚杆支护技术研究

由于常村煤矿孤岛工作面顺槽所在位置的地应力较高、煤体强度低、巷道变形大，采用无让压机构的超高强锚杆支护后出现了大量锚杆杆体发生破断的现象，严重影响了矿井安全生产。为适应孤岛工作面顺槽的地质采矿条件，解决超高强锚杆发生破断的问题，确定采用让压锚杆支护技术来实现矿井的安全掘进。经过采用高强让压锚杆与“鸟巢”锚索对孤岛工作面顺槽进行联合支护后，采矿实践表明此支护技术很好的适应了孤岛工作面顺槽的地质采矿条件，解决了孤岛工作面顺槽支护难题，为类似条件的巷道支护提供了可靠的支护参数和理论依据。     

动态扰动触发深部巷道发生失稳破裂的数值模拟

处于深部的岩体内部积累了大量的弹性应变能，在外部动力扰动下这些能量以非常猛烈的方式释放，从而导致岩爆的发生。模拟不同侧压力系数条件下动态扰动触发深部巷道发生失稳破裂的整个过程，并揭示动态扰动触发巷道岩爆的力学机制。数值模拟结果表明，动态扰动对巷道变形与破裂的触发与地应力状态密切相关；动态扰动应力波的波形也是影响巷道破裂的重要因素，随着应力波幅值和应力波作用时间的加长，动态扰动给巷道稳定性带来的影响越大。因此，对动态扰动触发巷道破坏的研究具有非常重要的理论价值和现实意义。     

主应力演化影响下的深部巷道围岩变形破坏特征试验研究

研究主应力变化对深部巷道围岩变形破坏特征的影响是巷道支护中非常必要的。以某矿处于深部高水平应力条件下的巷道围岩为工程背景,以大尺度三维相似材料模拟试验系统和制作的主方向应力传感器量测工具,采用"先加载后卸载"的开挖方式模拟主应力大小和方向演化影响下的有支护巷道围岩产生剪切滑移的变形破坏特征。研究表明,在高水平应力环境下巷道在掘进开挖过程中顶底板受挤压剪切作用产生变形破坏,破坏范围呈现"楔形"渐进发展;通过模型剖切面发现巷道围岩顶底板产生了不同数量的对称螺旋状剪切滑移裂缝,并向巷道两帮发展并交叉,将巷道围岩形成一定范围的剪切破坏区域;通过分析主应力大小及方向的演化可知,巷道围岩受高水平应力作用形成的剪切滑移裂缝破坏与主应力大小及方向演化存在必然联系,认为最小主应力的调整对剪切滑移裂缝的形成起到了重要作用。     

金川二矿区巷道围岩力学参数空间效应数值分析

用有限元位移反分析法，对金川二矿区某巷道的围岩力学参数(变形模量)进行了空间效应的数值分析。分析结果表明，在岩体破碎、工程地质条件恶劣且处于高地应力环境中的金川矿区，巷道由于开挖卸荷，岩体质量下降，相应的力学参数变化很大。最后，初步得出了此巷道围岩变形模量的空间分布规律。     

岩性弱结构巷道围岩的塑性区与松动圈形态

根据煤系地层赋存的不均一性和巷道围岩变形破坏的不均衡性，提出了巷道围岩弱结构与弱结构体的概念：在数值模拟及现场实测的基础上，分析了不同类型、断面形状及围岩应力状态下的岩性弱结构巷道塑性区的分布特征，以及岩性弱结构巷道围岩松动圈的发育特征。研究结果为岩性弱结构巷道的非均称控制提供了依据。     

济宁2#煤深部回采巷道变形破坏规律及对策研究

 随着深部地质环境的不断恶化,深部资源开采中重大灾害事故增多,巷道支护出现冒顶、底臌、顶板下沉等破坏现象。以济宁2#煤矿九采区93上06回采巷道为研究对象,通过数值模拟手段再现变形破坏过程,分别对顶板下沉、底臌变形、轴向楔体破坏和沿结构面冒顶4种变形破坏规律进行分析。针对破坏特征,提出巷道支护的优化方案。工程实践表明,通过改变巷道的断面形式、挖掉直接底泥岩和打底角锚杆可以有效地控制巷道的底臌,调整支护参数可以有效控制巷道的顶沉和冒顶。     

采矿巷道MATLAB有限元仿真及ANSYS对比分析

结合采矿巷道进行MATLAB有限元仿真,并通过ANSYS进行对比,两者计算数值相差不足1%,故程序可应用于实际计算,分析了巷道应力变形情况,得出了具体的结论,并针对拱顶至围岩上表面、拱腰至右侧外表面的水平围岩得出了规律曲线.     

巷道岩体蠕变断裂失稳区预测研究

地下巷道岩体具有一面临空,围岩的应力由原来的三向应力状态变为二向应力状态,在次生应力的作用下围岩会产生蠕变,其随时间的增长巷道将发生严重的收缩变形破坏,即蠕变断裂破坏。以白皎煤矿地质资料为背景,利用3D–σ有限元软件建立了巷道的三维结构模型,巷道采用正台阶式开挖,应用工程岩体蠕变断裂失稳两步计算法,分析了巷道岩体在动态施工过程中产生蠕变断裂形成塑性区域的演化特征,研究成果可为巷道支护设计提供理论依据。     

厚覆盖岩层下采矿引起地表变形的三维有限元分析

介绍了在厚覆盖岩层条件下，确定地下采矿引起地表变形特征的三维有限元弹塑性计算分析工作。     

地质异常带巷道稳定控制对策及效果研究

 从地质异常带工程地质条件出发，进行石门揭煤的突出危险性评价及进一步防治，确保所揭11–2煤层没有突出危险性。提出超长孔钻杆注浆与钻杆埋入钻孔相结合的新型超前支护技术，并对其作用机制及支护工艺分别进行分析和介绍；开挖实践表明：新型预支护手段为巷道开挖和后续支护创造了理想的施工环境。初步支护后巷道变形监测及分析表明：在同一监测断面上，底臌变形最为严重，帮、顶收敛变形次之；在不同监测断面上，巷道围岩破碎程度越严重，巷道变形越显著。巷道变形破坏原因分析表明：除围岩自身工程地质条件及地应力对巷道变形有重要影响外，关键取决于巷道本身的施工控制条件，其中底板弱支护是导致巷道严重底臌，进而造成全断面失稳破坏的根本诱因。之后，提出新型预应力组合锚注底臌治理技术，并对其加固机制及施工工艺分别进行分析和介绍。底臌治理前后表面位移及深部位移监测结果的对比分析表明：新技术对巷道底臌治理效果显著，巷道围岩表面及深部变形速率显著降低，围岩整体稳定已基本得到控制。     

沿空巷层状顶板变形特征及对锚固结构的影响

从理论上分析了沿空巷道顶板的变形机理;运用数值分析方法研究了沿空巷道层状顶板的变形特征及其影响因素;对沿空巷道顶板变形对锚固结构的影响进行了分析,得出了以下主要结论：（1）沿空巷道顶板的变形主要是由于老顶回转引起的;（2）沿空巷道层状顶板的横向变形较为显著;（3）层状顶板的横向错动变形增大了对锚固结构的剪切应力,对锚杆及锚固结构提出了新的要求。     

翔宇磷矿山体下开采安全预测与技术决策

针对翔宇化工公司磷矿具体情况，根据山区采矿岩体移动变形的特点，通过采用Fuzzy测度理论，建立了数学模型，并将该模型用于地下采矿岩体移动变形分析及山体稳定性预测。该模型既可以分析水平地表下采矿岩体移动变形：又可用于分析山区复杂地形条件下采矿岩体移动变形；并可用于地下采矿引起地表变形及其影响范围的预测分析，适用范围较为广泛。使用本文所建模型对磷矿开采后岩体移动变形及其对该矿5-2块段所对应的上部地表山体稳定性进行了具体计算和预测分析，并提出了可行的安全开采技术方案。可供地下矿山开采设计参考。     

金川岩体各向异笥与巷道支护变形破坏关系探讨

央体强度和变形的各向异性直接影响岩体的稳定。通过对金川二矿区１２１８水平采准巷道围岩岩石及岩体结构面分形、弹性波波速值和巷道围岩位移各向异性特征的具体分析,得出了围岩的各向异性是造成金川镍矿深采准巷道支护变形破坏的主要因素之一,也是巷道围岩变形量大、变形时间长的根本原因的结论。     

高应力软岩巷道围岩变形破坏研究

 以某有色金属矿山巷道为例, 给出了高应力软岩的定义, 论述了高应力软岩的特征、形成条件以及高应力软岩巷道围岩的变形破坏特征和类型, 分析了巷道开挖前后地应力状态的变化及其对围岩变形破坏的影响, 并从岩体和工程岩体围压状态变化和强度变化角度探讨高应力软岩围岩的变形破坏机理。