破碎围岩巷道新型注浆加固工艺实验研究

破碎围岩巷道是煤矿安全生产的重大隐患之一,而注浆是破碎巷道加固的主要手段,注浆工艺的适应性对于煤矿安全生产具有重要意义。针对实验巷道极破碎围岩锚杆(索)孔成孔困难、锚固效果差等问题,采取不同的注浆工艺对巷道破碎围岩进行分区加固,并对注浆后围岩变形进行观测。观测结果表明:XV1101巷注浆加固完成后,巷道两帮变形和顶底板的移近量均比较小,两帮移近量最大72 mm,底鼓量最大为166 mm;XV1102巷注浆加固完成后,两帮移近量最大55 mm,底鼓量最大为46 mm,变形量更小。实验所提出新型注浆加固工艺对破碎巷道的加固效果较好,新的注浆工艺和注浆锚杆(索)有效地控制了巷道变形。     

不同围压下软岩巷道全长锚固支护优化研究

以淮南矿区丁集矿西三采区地质条件为背景,采用FLAC 3 D计算软件对深井软岩巷道全长锚固支护条件下围岩稳定性进行模拟计算,获得不同围岩应力和支护强度作用下巷道围岩稳定性影响规律.得知,随着围岩应力环境增大,巷道顶帮下沉量和底板底鼓量增大,巷道顶底板变形位围岩移量变化趋势与巷道两帮变形趋势基本一致,在10 MPa围岩环...     

两帮较软弱时巷道矿压特征分析

两帮岩性与顶、底板岩层相比明显软弱时,巷道围岩的矿压特征主要取决于两帮煤体的变形、破坏等现象的发生和发展。     

软弱巷道围岩变形破坏综合分析

 针对软弱回采巷道变形破坏严重的问题,进行巷道围岩的岩层结构、力学参数及成分的试验研究和巷道变形破坏的实测分析。试验研究表明巷道顶底板属遇水膨胀软岩,煤层内生裂隙和构造裂隙发育,锚固可靠性差,难以形成稳定、有效的承载结构。实测分析表明巷道顶底板和两帮变形大,底鼓严重,现有的支护方式不适应围岩非线性、大变形的要求,必然导致支护失效。在试验和实测的基础上,提出锚棚联合支护的综合加固措施,并取得显著的应用效果。     

芦岭煤矿Ⅲ1024底板巷支护与围岩类型稳定性分析

以芦岭煤矿Ⅲ1024底板巷工程地质条件为背景,通过FLAC3D5.0有限元差分软件,分析该底板巷在不同围岩类型条件下巷道开挖后,在相同支护方案下围岩破坏以及巷道变形情况。研究表明:由于在巷道开挖过程中两帮应力集中逐渐向下底板下移,导致底板应力过大。因此泥岩巷道底臌尤为严重。随着岩性的变化,巷道两帮位移较为显著,顶底板位移差别不大,两帮应力区逐渐降低,巷道水平应力回升至原岩应力更加困难。通过现场矿压监测数据来分析实际巷道围岩变形情况,并提出改善方案,从而保障巷道围岩稳定性,达到工程实际要求。     

松软煤层托顶煤巷道煤柱宽度优化及控制技术

以芦沟煤矿32081工作面为工程背景,采用数值模拟和现场实测等方法,研究了松软煤层沿空掘巷托顶煤巷道的变形特征及控制技术。结果表明:不同煤柱宽度下,巷道变形量的变化幅度由大到小的顺序是煤柱帮(498 mm)、顶板(260 mm)、实体煤帮(135 mm)、底板(105 mm)。以6 m煤柱宽度围岩变形最为理想,在沿空掘巷中顶底板变形和两帮变形都是巷道变形的主要方面,而在两帮变形中,小煤柱帮变形量占76%左右,在顶底板变形中,顶板变形占80%左右,得出巷道顶煤和煤柱帮是支护的关键部位。据此,提出了高强度锚网保证围岩完整,长锚索控制顶板稳定、在帮角布置加强锚杆的帮顶协同控制综合技术。通过现场实测表明,该支护方案对于此类巷道的围岩变形量有较好的控制效果,对于类似巷道的支护技术也提供了参考和借鉴。     

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。     

深部高侧压巷道围岩失稳机理及控制对策

针对金川矿山958中段出现的巷道破坏现象,运用理论分析、力学推导、数值计算、工程试验等方法,模拟不同侧压下巷道围岩变形过程,揭示围岩失稳机制及支护失效机理,探究高侧压巷道稳定控制对策,提出“拱梁联合支护”方案,完善锚固作用下“围岩承压拱”计算模式,构建“底板—桁架梁”力学模型,并通过解析微分控制方程进行支护参数反演。调查研究表明,巷道顶底板变形比重与侧压系数?呈非线性正相关,围岩受力状态及位移形变随?变化;高水平构造应力、骤变部位集中应力是低相对强度围岩失稳和高关联度支护体失效的主要诱因;兼顾局部和整体强度关系、改善不良应力状态、增强围岩承载能力为高侧压巷道稳定性控制的关键;锚杆应力维体与围岩相互作用形成承压拱可分消应力作用;底板桁架梁横撑底脚,减弱两帮向内收敛挤压趋势。监测结果显示,巷道变形速率减缓和变形幅度降低,整体稳定得到控制。     

软岩巷道支护方式优化的神经网络模型

根据软岩的力学及物理性质 ,分析了软岩巷道稳定性的影响因素 ,在此基础上应用神经网络理论建立了软岩巷道支护方式优化及巷道变形预测模型。模型在梅田矿务局的应用表明 :它能合理选择软岩巷道的支护方式 ,比较准确地预测巷道两帮和顶底板移近量 ;采用改进型BP算法 ,增加了网络的学习速度 ,加快了网络的收敛 ,提高了模型的精度。     

膨胀岩巷道在湿度场下围岩变形规律特征

为研究膨胀岩巷道在湿度场下围岩变形破坏规律特征，结合现有湿度场理论，采用正交试验方法对在不同矢跨比和侧压力系数因素下围岩变形规律进行研究。研究表明：左帮变形位移在有无膨胀性巷道中受矢跨比的影响较小，在矢跨比1∶4时顶板沉降量比底板鼓起量大；在侧压力系数影响下，围岩两帮的变形量随着应力比的增大而增大。应力比为1.5和0.5时，底板隆起量会高出4倍之多；在矢跨比和应力比两者在较小或较大情况下，前者在有无膨胀岩因素下顶板下沉量变化较大，达50%左右，后者底板隆起量增加为30%左右；在两种因素中侧压力系数对两帮变形量影响较大，矢跨比对顶底板变形量影响较大。