软岩巷道的支护设计与施工探讨

软岩巷道掘进和支护具有极大的困难和复杂性。论文结合鹤壁矿区软岩巷道支护的经验,阐述了软岩巷道支护设计的原则、软岩巷道支护设计方法及支护方式的选择与施工。     

软岩巷道破坏机理及锚网支护设计研究

为了保证拜什塔木铜矿软岩巷道支护的安全性。采用理论分析和现场测试的方法,开展巷道变形监测试验,分析软岩巷道变形破坏机理,提出了锚网支护方式,设计软岩巷道锚网支护参数,并通过数值模拟验证锚网支护的可行性。研究表明:软岩巷道顶板及两帮变形收敛大,具有显著的时空效应,且采动影响大,原支护方式不能满足巷道安全性的要求,锚杆和锚网设计参数分别为,锚杆直径为20 mm、长度为1 800 mm、间排距为800mm,锚网尺寸为2m×1m,直径为6mm,网孔尺寸为100mm×100mm。数值模拟验证了锚网支护可以满足软岩巷道安全性的要求,锚网支护有效地解决了软岩巷道变形大等问题,为类似矿山软岩巷道支护设计提供一定的参考。     

软岩巷道锚注支护智能设计专家系统及应用

软岩巷道锚注支护设计是一个涉及水文地质、工程地质、开采条件、岩石力学等诸多因素的复杂非线性难题。针对这一难题,将人工智能领域中专家系统技术与煤矿软岩巷道锚注支护领域专家理论研究成果、实践经验相结合,提出了软岩巷道锚注支护设计专家系统结构模型。基于软岩巷道锚注支护工程知识的特点,建立了软岩巷道围岩地质力学性质知识库、软岩巷道锚注支护设计工程案例知识库以及软岩巷道锚注支护设计专家知识库;同时,运用计算模式推理、BP神经网络推理以及产生式规则推理等3种推理策略,构建了锚注支护专家系统的核心推理机,实现了对软岩巷道锚注支护方案与参数的优化设计。将该专家系统应用于淮北矿区某矿井软岩巷道锚注支护设计中,显著地提高了软岩巷道锚注支护结构和参数选择的科学性与合理性,有效地维护了该软岩巷道围岩的稳定。     

论深部软岩巷道支护技术系统工程方法

针对以持续变形、流变为主要特征的深部软岩巷道支护问题,分析了传统施工与支护方法存在的多方面薄弱点,结合矿区实践,提出了从巷道的层位选择、断面大小与形状设计、施工工艺、支护方式、维护方法等全过程考虑巷道支护的系统工程方法,以指导软岩巷道支护工作中的各个环节,对提高巷道的支护质量与效果,解决软岩巷道支护难的问题具有重要的理论和实际意义。     

七沟矿软岩巷道围岩稳定性控制技术研究

以七沟矿软岩巷道工程为背景,通过现场工程地质调查和试验研究,运用软岩工程力学原理,对软岩巷道围岩变形与破坏力学机理进行分析,并采用数值模拟方法,对巷道支护结构体系、支护工艺进行优化,最终确定了适用于该矿软岩巷道的支护形式,确保了巷道围岩的稳定性。     

“三软”煤层巷道围岩流变特性试验研究

流变特性是软岩固有的属性,在长期荷载作用下的软岩巷道支护设计必须考虑岩石的流变特性。针对“三软”煤层巷道围岩大变形、难支护的具体情况,以显德汪矿主输送大巷为研究对象,进行了三轴压缩流变试验,获取了泥岩的流变参数,进而为进一步的软岩巷道支护设计提供了科学的依据。     

煤矿软岩巷道工程支护的研究现状与展望

煤矿软岩巷道工程支护,尤其是深部高应力软岩巷道支护,一直是矿业工程难点问题之一。随着矿井开采规模的增大和开采深度的不断加大,软岩巷道的支护与维护问题显得越来越突出,软岩问题愈趋严重,直接影响煤矿安全高效生产。软岩巷道支护问题的研究得到了国内外有关学者的高度关注,经过国内外专家大量的理论研究、现场试验与测试、实验室实验等手段,在软岩巷道工程支护理论和支护技术方面取得了大量的研究成果。在分析和总结煤矿软岩巷道支护常用支护技术的基础上,提出高强度锚杆、锚注支护及联合支护将成为软岩巷道支护新的发展形式。     

软岩巷道支护破坏分析及控制技术

通过对软岩巷道地质因素及支护设计等方面的研究,分析了软岩巷道支护破坏的主要机理,提出了合理规划巷道设计、正确选择支护结构及支护参数、增加围岩整体稳定性、提高围岩表面强度、刚柔并济释放应力、施加高预应力、控制巷道成型和治水封底管理等技术方案,有效解决了软岩巷道支护难题。     

旗山矿深部巷道软岩特性试验研究

 针对旗山矿深部巷道高地压、大变形、难支护的特点,采用现场地质调查、扫描电镜试验、显微薄片试验、X射线衍射试验和室内物理力学性质试验等方法对旗山矿深部巷道软岩特性进行了试验研究,采用空芯包体应变法进行了地应力测量,研究了旗山矿深部地应力特征,确定了软岩为典型的高应力-节理化-膨胀性复合型软岩,具有复合型变形力学机制,为巷道支护设计提供了依据。     

极软岩巷道交岔点钢管混凝土支架结构设计与应用

为解决极软岩巷道交岔点支护问题,结合钢管混凝土支架和极软岩巷道围岩的力学特性,分析了钢管混凝土支架控制极软岩巷道变形的机理。对查干淖尔一号井井底车场中3个极软岩巷道交岔点支护问题采用了工程类比法进行分析,结果认为:若能充分发挥钢管混凝土的结构优势,采用"194 mm×10 mm钢管混凝土支架+钢筋网+400 mm厚混凝土喷层"的支护方案可有效控制3个极软岩巷道交岔点的围岩变形。因此,设计了适用于极软岩巷道交岔点的钢管混凝土支架结构形式:极软岩巷道交叉点钢管混凝土支架,采用由支撑架和"C"形异形支架组成的组合结构。提出了查干淖尔煤矿井底车场3个交岔点的支护方案,并进行现场支护试验。现场支护试验证明:巷道交岔点支护2 a后,收敛量小于100 mm,巷道稳定性良好。     

新集刘庄煤矿西区中央变电所通道修复

刘庄煤矿西区风井井底车场和主要大巷位于垂深-774 m处,岩石松软易碎、地压大,采用原始的锚网喷支护不能满足巷道的支护要求,在建设方、设计方、施工方三方紧密合作研究下,决定在巷道施工中采用锚注法施工修复变电所通道,为类似的极软岩地质条件下的巷道支护设计、施工提供了有益的经验。     

拓扑优化在隧道工程中的运用

拓扑优化作为结构优化的高层次优化方法,目前正成为工程界研究的热点,而对于隧道工程的拓扑优化还未见研究成果。建立了隧道洞室的拓扑优化模型,利用高层次拓扑优化理论对隧道洞室进行了拓扑优化分析,提出了预强支护理论,即开挖围岩影响区内进行强支护结合复合衬砌支护的三层支护体系,通过拓扑优化分析确定了预强支护的具体位置。     

乌鞘岭隧道大变形围岩松动圈测试与分析

隧道工程施工期围岩松动圈的测试与判定,对于施工支护设计具有重要作用。地震折射层析法是测试围岩松动圈的较为有效的方法。通过对乌鞘岭隧道大变形围岩松动圈测试与分析,明确了乌鞘岭隧道穿越F7断层带地段的围岩松动圈范围,指导了该段隧道的开挖支护施工。     

引水隧道光面爆破施工技术研究

隧道掘进爆破是否成功与隧道施工的三大目标控制息息相关。光面爆破技术的特点是成型规整,表面光滑,可以降低初期支护的工程量。结合凉山州民主电站引水隧道光面爆破施工的实际情况,确定了光面爆破所需的技术参数,介绍了光面爆破的施工方法,为同类工程的施工提供了一定的借鉴经验。     

隧道工程施工阶段风险管理与监督

运用风险管理的基本理论与常规隧道开挖等施工实践相结合的方法,阐述了风险管理在隧道施工阶段中的应用,并对矿山法施工过程中风险监督重点进行了探讨,为隧道的设计和施工提供有力的技术支持.     

软岩巷道锚索加固补强技术研究

利用FLAC3D软件对锚索补强支护机理进行了模拟和分析,并初步研究和确定了适合软岩巷道的锚索施工方案。现场施工监测表明,该支护方案可以有效控制软岩巷道的变形,为软岩巷道支护设计提供了新的依据。     

断层影响下隧道喷锚支护效果的数值模拟

喷锚支护是以喷射混凝土、锚杆支护为主要手段,保证围岩稳定的隧道施工方法,其参数设计是维护隧道围岩结构稳定性的关键。结合大华岭隧道及F1断层的结构特点,根据隧址区断层实际走向、断层面产状与隧道轴线不同夹角,采用半经验半理论方法,设计F1断层段锚杆支护参数及混凝土喷射厚度,利用岩土与隧道分析软件MIDAS/GTS对断层影响下的隧道喷锚支护效果进行数值模拟,分析了特定施工段支护前后沉降对比及位移量,讨论了围岩和支护体系的结构状态及工程效果。结果表明,合理选择喷锚支护设计参数可以有效地限制围岩位移,维护围岩的稳定性。该方法可为同类隧道锚杆支护设计、施工和研究提供有益借鉴。     

阿家岭隧道穿越既有铁路线综合施工技术

阿家岭隧道穿越既有铁路线,通过采取洞室管棚预支护、沉降反馈开挖法、加强初期支护、监控量测技术、管棚变形监测等综合治理技术,有效地控制了既有铁路的线路沉降量,保证了顺利穿越既有铁路线。该综合技术根据隧道施工条件,突破常规施工方法和工艺,为施工类似隧道提供了参考。     

长大管棚施工技术

结合工程实例,详细地介绍了长大管棚的设计及施工方法,该施工技术作为在不良地质情况下隧道施工的预支护措施,具有广泛的应用前景.     

U型棚注浆加固技术在巷道修复中的应用

朱庄煤矿随着开采深度的加大,应力集中区域巷道变形破坏严重,采用传统的支护方式已不能满足支护的要求。针对此问题,该矿实施了符合该类巷道修复的U型棚注浆加固技术。论文从U型棚注浆加固原理、修复巷道的支护设计、施工工艺和施工方法等方面进行论述分析,并制定和实施了修复巷道的支护效果监测。通过监测数据分析论证了支护加固方案的合理性及有效性,为该矿类似巷道的修复提供了可供参考的支护加固模式,取得了预想效果。