软岩巷道交叉点锚杆支护数值模拟分析

以云南恩洪煤矿软岩巷道为背景,应用数值模拟对软岩巷道交叉点3种支护方案进行分析研究.结果表明,全断面预应力锚杆支护改善了交叉点的应力集中程度,起到一定卸压作用,并控制了围岩的变形量,保证了软岩巷道交叉点的稳定.     

数值模拟软岩巷道支护技术研究

软岩巷道多具有高应力、变形大、难支护等工程特征,单一支护方式难以控制围岩变形.通过对围岩变形机理、破坏过程分析研究,利用模拟围岩变形破坏的RFPA计算软件,建立了数值计算力学模型.对软岩巷道围岩变形破坏、应力转移过程进行模拟分析,为软岩巷道支护方案设计提供了依据.     

数值模拟软岩巷道支护技术研究

软岩巷道多具有高应力、变形大、难支护等工程特征,单一支护方式难以控制围岩变形.通过对围岩变形机理、破坏过程分析研究,利用模拟围岩变形破坏的RFPA计算软件,建立了数值计算力学模型.对软岩巷道围岩变形破坏、应力转移过程进行模拟分析,为软岩巷道支护方案设计提供了依据.     

深部开采软岩巷道耦合支护数值模拟研究

通过对深部开采软岩巷道的变形破坏机理的研究发现，巷道变形破坏主要是由于支护体力学特性与围岩力学特性在强度、刚度以及结构上出现不耦合所造成的；且变形首先从关键部位开始，进而导致整个支护系统的失稳．因此，要保证深部软岩巷道围岩的稳定性．必须实现支护体与围岩的耦合．数值模拟研究表明，当锚杆与围岩在刚度上实现耦合时，能最大限度地发挥锚杆对围岩的加固作用；当锚网与围岩在强度上实现耦合时，将会使围岩的应力场和位移场趋于均匀化；当锚索与围岩在结构上耦合时，可以充分利用深部围岩强度来实现对浅部围岩的支护．实践证明，软岩巷道耦合支护可以有效解决深部开采软岩巷道支护问题。     

三软煤层巷道支护方式及围岩控制效果分析

在分析三软煤层极不稳定煤巷矿压特点基础上，研制了适应两帮大变形的可缩性工字钢支架、适应两帮及顶底严重变形特别是底鼓的U29可缩性环形支架，设计了锚架注联合支护的参数与工艺，并在同一采区先后进行了工业性试验．采用数值模拟方法研究了三软条件下锚梁网索支护不同参数选取、不同布置形式对围岩变形的控制效果，优选了支护参数并进行了现场试验，比较试验结果，表明极不稳定煤巷围岩变形主要特点是强烈和持久的两帮移近及底鼓，锚梁网索支护是控制围岩大变形的有效方法，其技术关键是提高锚杆初锚力、布置底角锚杆及顶角锚索．     

高应力区域煤层巷道耦合支护数值模拟试验研究

为了研究耦合支护控制巷道变形的效果,根据耦合支护原理,使用FLAC3D有限差分数值模拟软件对某矿11010工作面回风巷在不同支护参数下巷道的顶板、底板、左帮和右帮深部基点位移与围岩最大位移进行了研究.结果表明,当支护体与围岩以及支护体之间在强度、刚度、结构满足耦合支护时,巷道深部基点位移与围岩最大位移均较小,且巷道处于稳定状态所需时间较短.通过工程实例进一步说明了耦合支护能有效地控制巷道围岩变形,维护巷道稳定.     

深部巷道组合钢架合理支护间距数值模拟研究

为确定深部巷道组合钢架合理支护间距,有效控制深部巷道围岩变形,提高巷道施工机械化水平,以焦作煤业集团赵固(新乡)能源有限责任公司赵固二矿11071工作面回风巷为研究背景,采用三维有限差分软件对深部巷道6种支护方案的围岩变形、应力和塑性区分布进行对比分析.结果表明:深部巷道围岩变形和塑性区分布受围岩局部让压效应影响显著;在巷道拱顶、拱底以及两帮与底板交接部位均易出现应力集中现象;巷道开挖引起的岩体破坏以剪切破坏为主.根据数值模拟试验得出了深部巷道组合钢架合理支护间距,优选出的最佳支护方案可以减缓围岩变形,改善围岩应力状态,减少围岩塑性破坏范围,从而提高深部巷道围岩的稳定性.     

极软岩巷道的数值模拟技术研究

极软岩巷道具有持续塑性变形破坏工程特征，单一支护方式难以控制．故而通过对围岩变形机理、破坏过程分析研究，采用有限元和RFPA计算软件，进行模拟分析，互相印证，提出二次锚注支护方案，为软岩巷道支护提供了依据．     

软岩巷道支护技术的研究

本通过矿压观测了解软岩巷道变形破坏规律，根据不同岩性巷道采用不同力学性质的支困，研制了平枯曲腿支架解决以水平应力作用为诉巷道支护问题，获得良好的效益。     

地下倾斜巷道U型钢支架支护数值模拟

针对某工程巷道为地下倾斜及有软岩夹层的特点,用ANSYS有限元软件建立模型,分析U型钢支架支护机理.     

松软煤层回风平巷高强U钢支护数值模拟研究

依据永煤集团主焦矿软弱底板的典型地质条件,采用FLAC3D数值模拟的方法研究巷道U29高强度型钢支护下围岩的稳定性,通过与锚喷支护作对照研究,分析得出其应力、位移、塑性区等的变化规律．对U29型铜支护方式进行现场工业性试验,随巷道掘进布置测站,定期监测围岩变形情况及支架的受力状态．结果表明,U29型高强度型钢支架能有效控制围岩变形破坏,支架结构稳定可靠,为保证煤巷的稳定及选择合理的支护形式提供了理论和现场依据．     

Numerical simulation of creep characteristics of soft roadway with bolt-grouting support

Based on the engineering background of a soft rock roadway in Qinan Coal Mine 82 Area,Huaibei Mining Group,three creep models with different support patterns in soft rock roadway were established by using geotechnical software of FLAC2D.According to the calculation results of different models,the change law of mechanical properties with the time of bolt-grouting support structure was obtained.Furthermore,for the test bolt-grouting support roadway,the deformation law of surrounding rock got by underground industrial experiment and field observation accords with the creep law got by numerical calculation.The results of numerical calculation and field observation show that,compared with other supports,the creep of bolt-grouting support roadway enters the steady-state creep stage from tertiary creep stage ahead,the deformations of roof,floor and two sides are decreased greatly,the plastically deforming area in surrounding rock is reduced obviously,and the distribution ranges of maximum and minimum principal stress are shrank obviously.All those fully show that the bolt-grouting support has its remarkable advantages in controlling surrounding rock creep and improving the whole strength of surrounding rock and self-bearing capacity.     

Similarity simulation of bolt support in a coal roadway in a tectonic stress field

In order to study the mechanism of bolt support and the behavior of strata in a coal roadway under tectonic stress,deformation and destruction of a roof,floor and sides were studied using an experiment in similarity simulation.We also studied the mechanism and types of bolt support functions in the coal roadway.The results show that with an increase in horizontal tectonic stress,the strata in the roof and floor of the roadway gradually separate and become shear failure areas.Coal in side walls moves,but its integrity remains intact.Side bolts are mainly affected by tension and roof bolts by the effect of shear.     

Bolt-grouting combined support technology in deep soft rock roadway

Analyzing the mineral composition, mechanical properties and ground stress testing in surrounding rock,the study investigated the failure mechanism of deep soft rock roadway with high stress. The boltgrouting combined support system was proposed to prevent such failures. By means of FLAC3D numerical simulation and similar material simulation, the feasibility of the support design and the effectiveness of support parameters were discussed. According to the monitoring the surface and deep displacement in surrounding rock as well as bolt axial load, this paper analyzed the deformation of surrounding rock and the stress condition of the support structure. The monitor results were used to optimize the proposed support scheme. The results of field monitors demonstrate that the bolt-grouting combined support technology could improve the surround rock strength and bearing capacity of support structure, which controlled the great deformation failure and rheological property effectively in deep soft rock roadway with high stress. As a result, the long term stability and safety are guaranteed.     

煤层干式钻孔粉尘质量浓度分布规律的数值模拟

干式钻孔过程中,风力排渣系统将钻屑沿钻孔环状狭缝高速排出,会产生高浓度粉尘.为有效地控制煤层干式钻孔粉尘污染,探寻影响粉尘分布的主要因素,确定出粉尘质量浓度较低的钻孔工艺参数配置,运用SolidWorks联合DesignModeler建模、Mesh划分网格、Fluent解算、CFD-Post后处理等手段,对不同边界条件下煤层干式钻孔粉尘质量浓度分布进行数值模拟,并与现场实测数据对比分析,两者基本吻合.研究结果表明:压风自环状狭缝喷出后速度急剧衰减,整体呈锥体分布,大颗粒钻屑喷出孔口后就地沉降,细小颗粒悬浮在空气中并随风流继续扩散;钻场内粉尘质量浓度沿程先急剧上升至一个最大值,后快速下降,再逐步缓慢降低;水平方向上,机道中央粉尘质量浓度最高、巷道中央次之、人行道中央最低;竖直方向上,粉尘质量浓度呈现出中间高、上下两侧低的分布规律;钻场风速、钻杆转速、供气压力、钻杆型式及钻孔类型是影响粉尘分布的5个主要因素;当钻场风速为0.5 m/s、钻杆转速为2 r/s、供气压力为0.8 MPa时,采用外平钻杆钻进斜平行预抽钻孔,可取得良好的减尘效果.研究成果可有效地指导现场钻孔作业和防尘装置研发.     

厚煤层超高巷道支护技术

以山西某矿超高回采巷道为研究对象,数值演算了巷道高3.5⁷.5 m围岩响应特征:巷帮剪、拉塑性区深度与巷道高度大致呈正比关系,巷高对两帮移近量影响最大,且巷帮垂直应力峰值内移.阐明了巷帮为超高巷道围岩控制的关键部位,最终采用了高强度、高黏结力、高预紧力、高可靠性锚杆与帮斜拉锚索梁联合支护技术.巷道掘出后两帮和顶底最大相对移近速度分别是7,3 m/d,15 d后稳定,移近速度降低至1.5 mm/d以下,经过120 d观测,两帮相对移近量125 mm,顶底板相对移近量88 mm.工程实践结果验证了该类型超高巷道支护的指导思想和支护技术的科学性,以期为类似条件下超高巷道支护提供借鉴.     

软岩巷道锚喷支护破坏分析与对策

软岩巷道锚喷支护破坏原因主要有:巷道底板无支护或支护的强度不够,底板流变极易发展,形成了围岩体的流变通道;大部分锚杆支护为低工作阻力值,支护作用没有得到有效发挥;混凝土喷层和围岩体变形不匹配,导致喷层体离层、剪切破坏;钢笆网抵抗破坏和变形的能力弱,降低了网喷层的强度和抗变形能力.采取的支护对策有:底板反拱加强支护,避免局部围岩体的整体移动,实现巷道周边岩体的均匀收敛变形;选用长锚杆,更好地控制巷道围岩的变形;初喷混凝土为厚度20 mm薄喷层,实现初喷层与巷道围岩体的同步变形;用直径4 mm冷拔钢丝编织金属网替代钢笆网,提高网喷层支护体的强度与抗变形能力;二次锚杆支护在复喷混凝土后进行,防止网喷层与围岩体离层现象的发生.     

深井软岩巷道交岔点稳定性影响因素研究

采用数值模拟试验方法,研究了几何结构参数对深井软岩巷道交岔点围岩变形规律的影响。试验结果统计分析表明:最大水平应力作用角α、分岔角β对三角区稳定性影响显著,主巷道跨度B对交岔点处顶板稳定性的影响高度显著;并对试验结果进行处理,得到了各试验参数与反映交岔点稳定性指标之间的关系。试验结果可为深井软岩巷道交岔点的设计、施工和稳定性预测提供一定的参考价值。     

特殊岩层顶板煤巷锚杆支护应用研究

针对九龙矿152下07工作面回风巷顶板岩芯结构特殊性,确定了锚杆支护参数并进行试验研究。试验巷道经历了回采动压的影响而获得成功,取得了良好的技术与经济效益。