深部巷道交岔点围岩变形及稳定性研究

针对深部软岩巷道设计、支护和围岩稳定性控制方面存在的问题,通过数值模拟正交试验得出水平应力作用角、侧压系数、岩体强度和分岔角等主要地质结构因素对深部软岩巷道交岔点围岩变形和稳定性的影响变化规律.研究表明,与可控因素分岔角相比,埋深、平均侧压力系数、围岩强度对深部巷道交岔点的影响是显著的,而岩体强度则是影响深部巷道交岔点稳定性的最主要的因素,并以此得出了深部巷道设计的最佳地质和结构参数.     

孔隙压力条件下圆形巷道围岩的应变局部化数值模拟

利用FLAC模拟了不同孔隙压力及围压条件下圆形巷道围岩的应变局部化过程。在计算中,采用了应变软化本构关系及"先加载、后挖洞"的方式。模拟结果表明,当围压增加到一定程度后,孔隙压力较低或等于零时,在围岩中出现了V形坑或"平底锅"形坑,这与开采深度达到一定后,无瓦斯或低瓦斯矿井中的岩爆现象类似;当围压增加到一定程度后,孔隙压力较高时,在围岩中出现了多条平行裂纹及多个不规则的狭长薄片,破坏区的外轮廓类似梨形,这与开采深度达到一定后,在高瓦斯矿井中煤和瓦斯突出后形成口小腔大的孔洞现象类似。     

深部高应力巷道围岩破裂演化过程数值模拟

运用岩石破裂过程分析RFPA对不同围压下的深部高应力巷道围岩破裂演化过程进行了研究。通过模拟，再现了不同围压下的高应力巷道围岩破裂演化的全过程。据此，对比分析了模拟结果并探讨了深部巷道变形破坏类型。数值模拟结果表明，不同围压下的高应力巷道围岩破坏过程是有很大差别的；围压与顶压的对比关系决定了高应力巷道围岩破坏的主趋势和主要区域，这些区域应作为重点的加固区；巷道墙下角和拱部起拱线是破坏的重点部位，应作为重点加固区的重点；高应力巷道围岩破裂演化首先表现为较长阶段的缓慢递增变化，随后进入短暂的加速破裂阶段和宏观破坏阶段。因此，对巷道破坏过程的研究和工程现场具有重要的借鉴价值和现实意义。     

软弱夹层对金矿深部巷道围岩稳定性影响研究

含软弱夹层巷道围岩稳定性是黔西南金矿深部开采过程中遇到的一大难题。为保障矿山安全高效生产,采用FLAC3D模拟软件建立不同软弱夹层产状对巷道围岩稳定性影响的分析模型,研究巷道埋深、软弱夹层倾角和位置对巷道工作面稳定性的影响。结果表明：随着埋深的增加,巷道围岩变形量和塑性区体积均逐渐增大;当软弱夹层倾角在0°～40°范围内时,随着倾角的增加,巷道围岩变形量和塑性区体积均逐渐增大;当软弱夹层倾角大于0°时,巷道表面位移呈现不对称性：左拱肩>右拱肩,左帮>右帮,左拱脚<右拱脚,且随着角度的增大,这种不对称性更加明显;随着软弱夹层距巷道顶板距离的增加,巷道表面位移逐渐减小,巷道不对称变形的程度变小,围岩的塑性区体积逐渐变小。研究结果可为类似巷道工程支护提供一定的参考依据。     

深部破碎岩体巷道围岩控制技术研究

某金矿进入深部开采后,由于围岩破碎,巷道开挖后出现了明显的变形和破坏现象,难以满足其服务期间的稳定性要求。针对这一问题,采用现场调查、数值模拟和现场试验等手段开展了研究。首先,分析了巷道变形和破坏特征,认为该矿巷道破坏表现为两帮破坏,然后发展至顶板。其次,从充分利用深部破碎岩体自承能力的角度出发,提出了马蹄形巷道设计方案,并采用数值模拟的方法分别模拟了矩形巷道,直墙半圆拱巷道,直墙三心拱巷道和马蹄形巷道的开挖过程,结果显示当采用马蹄形巷道时,能够减小围岩应力松弛区的范围,改善围岩的受力条件,极大限度地抑制了围岩的变形和破坏。再次,给出了优化的马蹄形巷道支护方案,在传统只采用顶板锚杆的基础上增加两帮锚杆和穿带,其中,顶板锚杆间距 1.5 m,两帮锚杆间距 1.0 m,排距均为 1.0 m。最后,将得到的马蹄形巷道方案应用到该矿-900 m 分段联巷的工程实践当中,结果表明马蹄形巷道施工后围岩没有发生明显的变形和破坏,取得了较好的施工效果,保证了巷道的稳定性。通过本研究可以为该种类型的深部破碎岩体巷道的围岩控制技术提供参考和借鉴。     

深部巷道围岩分区破裂现象数值模拟研究

以某矿-910 m水平某段巷道为工程背景,利用FLAC~(3D)数值模拟研究深部巷道围岩分区破裂现象,分析总结了模型网格精度、初始地应力及侧压系数对深部高应力巷道围岩分区破裂现象的影响。     

深部巷道围岩分区破裂化数值模拟

采用有限差分数值计算软件FLAC对巷道围岩分区破裂化进行研究,分析了分区破裂的产生及演化过程,即巷道开挖后,随着原岩应力的释放,多条破裂带从巷道表面或临近周边逐步向围岩深处延伸,在延伸过程中,单条破裂带可能会分叉成两条甚至多条破裂带,这些破裂带互相交叉,在巷道浅部围岩形成网状间隔破裂区,在深部围岩形成环带状间隔破裂区。岩体初始应力水平、侧压系数及巷道断面形状等对巷道围岩分区破裂化都有显著影响。数值模拟结果与前人的现场研究成果有很好的一致性。     

深部巷道围岩支护技术研究

该文结合良庄煤矿深部矿压显现规律 ,对深井巷道变形破坏形式及原因进行分析 ,提出了治理方法和一些新的支护手段     

深部巷道围岩控制系统分析

本文通过对深部巷道围岩控制系统特性的分析，提出深部巷道围岩与支护系统是一个可控的工程控制系统，它可以通过改善围岩特性参数、支护参数等达到改变围岩稳定性效果的目的，同时，监测围岩变形，利用其系统的反馈信息可确定适时控制的方法。文中应用控制论的理论和方法，建立了围岩与支护相互作用的控制模型，并从控制论观点出发，探讨了深部围岩控制的基本途径。     

深部巷道围岩变形相似模拟研究

针对深部围岩巷道变形和应力变化的特征,利用自制相似模拟实验平台,对无支护条件下的深部巷道的围岩破坏特征、围岩变形规律和围岩应力分布进行了定量和定性的研究,研究表明,深部巷道围岩具有大变形、大塑性区、应力集中程度高等特点,从而为类似地质条件下的巷道支护设计提供可靠的依据。     

不同支护结构对深部巷道围岩变形的影响

随着煤矿开采深度的不断增加,围岩变形特征更加复杂。基于ANSYS数值模拟软件,研究4种不同支护条件下深部巷道围岩的变形情况,研究结果表明:30 MPa原岩应力作用下,联合支护产生的水平位移和垂直位移都要比其他支护小,变形影响区域也最小,最为适合围岩地质条件较差的巷道。     

深部硬岩巷道围岩变形特征及其控制技术

为探究深部硬岩巷道在复杂地质条件下的变形特性,本文以纱岭金矿-1 465 m深部主巷为工程背景,通过现场工程地质调查获取了围岩的结构面信息,并计算岩体中的优势节理组和RQD值,对其地质环境和岩体条件进行概述。采用振弦式微应变传感器对调查点巷道的围岩进行监测,提取巷道顶板和两帮距离揭露面不同深度围岩随时间的变形数据,总结和分析深部硬岩巷道在高应力和复杂地质条件下围岩的变形特征。基于岩体条件和围岩变形规律提出该巷道宜采用“树脂锚杆+金属网+喷射混凝土”支护,并应用有限元数值模拟软件Phase 2对该支护方式进行有效性检验,结果表明,采用该支护方式可有效降低围岩的变形量。     

深部巷道底鼓对围岩稳定性的影响

结合新汶矿务局孙村矿深部破碎围岩开拓巷道实际,在对巷道底鼓机理研究的基础上,利用有限差分软件FLAC2D对底板加固前后顶底板移近量、围岩塑性区、拉应力区发展状况进行了数值模拟和分析。现场观测结果表明,对于深部工程软岩支护问题,在控制顶板和两帮的同时,更需要注重底板的加固,这样才能保证深部巷道围岩整体的稳定性。     

深部高应力巷道围岩松动圈数值模拟研究

针对深部高应力巷道围岩软弱破碎、巷道变形大、长期蠕变、支护损坏严重的特点,基于围岩松动圈理论,运用FLAC3D进行了巷道围岩松动圈数值模拟研究,得到了巷道埋深-围岩松动圈变化关系,巷道断面形状-围岩松动圈变化关系,岩体黏聚力-围岩松动圈变化关系及岩体摩擦角-围岩松动圈变化关系,分析了它们对巷道围岩松动圈形成及发展的影响规律。     

深部软岩巷道围岩承载结构特征的数值分析

围岩承载结构稳定是深部软岩巷道围岩安全稳定的关键。采用FLAC3D中的应变软化模型,对深部软岩巷道围岩的承载情况、结构特征进行了模拟分析。研究结果表明:在深部软岩巷道被开挖之后,围岩水平应变及垂直应变均具有一定的波状特征;外承载结构形成初期内边界(靠近巷道周边)向巷道围岩深处移动速度明显加快,到一定时间以后移动速度减慢,直至围岩稳定;外承载结构形成的后期,内边界无明显变化,主要表现为外边界外移和范围的扩大。     

深部巷道围岩稳定性控制技术

在煤炭开采深度逐渐增加的过程中,由于地质条件更为复杂,所需要的煤炭支护技术的科技性含量将会越高.由于深层煤炭巷道内部所产生的结构性较为不稳定,且容易遭受裂缝现象和破碎现象的影响,从而可能会造成整个支护工艺效用的发挥效果较弱.在我国,具体科研人员经过多年研究之后发现,柔层桁架支护技术作为一种高科技的工艺手段可以有效的针对...     

深部破碎巷道应力演化与围岩控制技术数值模拟

为解决某金属矿深部破碎围岩巷道支护的难题,采用FLAC3D对不同支护方案下巷道围岩失稳破坏情况进行了数值模拟.分析了巷道在无支护、锚杆支护、锚喷支护和锚喷+锚索支护等不同条件下围岩的变形规律.结果表明:在不同支护条件下,巷道围岩垂直应力在距离巷道帮部约2 m?5 m处出现了"耳廓型"的压应力集中;巷道围岩水平应力呈现非...     

深部巷道围岩控制技术研究

该文对目前深部巷道主要支护理论及支护技术进行了总结与评价。主要介绍了锚杆主动控制技术,分析了我国目前锚杆支护存在的不足和缺点。实践表明:合理的锚杆支护形式与支护参数是复杂围岩条件下巷道支护的关键,锚杆支护显著提高了巷道围岩控制效果,保证了采煤工作面的安全、快速推进,促进了煤炭产量的大幅度增长。     

深部大断面巷道围岩注浆加固技术研究与应用

针对深部大断面巷道支护成型后服务期间围岩变形比较严重,巷道顶底板和两帮变形量较大等问题,基于莫尔-库仑准则和力学平衡原理,对巷道围岩注浆改性机理及巷道围岩注浆力学模型进行分析;采用FLAC^3D数值模拟方法对比分析了分层掘进、一次见顶见底掘进、注浆加固与未注浆加固,4种交叉支护方法下围岩塑性区、应力场及围岩移近量演化规律。结果表明：注浆加固后巷帮塑性区破坏范围及围岩移近量明显减小,有效控制了巷道围岩变形。定性分析并确定了“分层掘进+滞后高压注浆+强力锚索支护”的矿压控制方案,实际应用结果表明该方法能够有效控制巷道围岩变形,可为深部大断面围岩巷道注浆加固的设计与应用提供借鉴。