深部大变形巷道围岩稳定性控制方法研究

针对深部高应力巷道围岩大变形难以控制的问题,采用Kastner等相关理论,研究了支护阻力对深部高应力巷道围岩变形的影响,揭示了其变形难以控制的力学本质,提出了巷道围岩稳定性控制新的支护理念。深部高应力巷道围岩大变形主要来自于两部分:1巷道周边浅部破碎围岩的扩容与剪胀等非连续性变形;2高应力致使巷道围岩产生的以塑性变形为主的连续性变形。研究表明:目前的支护水平对巷道围岩的连续性变形影响十分有限,总是存在一部分变形量无法控制,即深部巷道围岩存在"给定变形"。为实现巷道围岩稳定控制,降低支护成本,巷道围岩支护理念应由变形控制向稳定控制转变,确保巷道围岩均匀、协调变形,消除冒顶与片帮等不安全隐患,增强巷道围岩整体性与稳定性。因此,对于深部高应力巷道围岩稳定性控制,可在巷道掘进时预留一定的变形空间以容纳围岩部分"给定变形",支护结构应具有一定的连续性变形能力,又能持续提供较高的支护阻力,以维持巷道围岩的完整性与稳定性,保障巷道围岩的均匀、协调变形。工程实践结果表明:考虑预留变形并采用"可接长锚杆+刚性长螺纹钢锚杆+锚网+W钢带+喷射混凝土"综合控制技术为主,并辅以可接长锚杆强化顶板支护方案可较好控制巷道围岩的稳定性,保障了巷道服务期间的安全使用。     

大倾角煤层巷道变形破坏机理与支护对策研究

基于大倾角煤层巷道围岩破坏特征现场探测信息,建立了不同岩层倾角下巷道围岩变形破坏的数值计算模型,研究了大倾角煤层巷道围岩非对称变形破坏机制,得出围岩变形破坏的关键部位.在此基础上,提出大倾角煤层巷道围岩关键部位非对称耦合支护对策.结果表明:随着岩层倾角增加,巷道围岩变形破坏表现出明显的非对称性,通过对围岩变形破坏的关键...     

基于三维激光扫描技术井下巷道围岩变形监测应用

为了提高巷道围岩变形监测效率,将三维激光扫描技术应用到巷道围岩变形监测中,并具体对监测技术方案以及现场监测结果进行分析与研究.结果表明,采用三维激光扫描技术获取的巷道围岩变形量与常规测量方法获取到的巷道围岩变形量差值在5％以内,三维激光扫描技术围岩变形监测精度较高.     

时间动态类模糊预测在煤矿深部巷道围岩变形预测中的应用

根据官仓煤矿深部巷道围岩变形的实测数据,建立巷道围岩变形的时间动态类的模糊预测模型,对巷道开挖过程中巷道表面位移进行预测,为深部巷道围岩变形的计算提供模糊理论方法。     

掘进巷道围岩稳定性分析及控制研究

由于巷道掘进会引起其围岩内应力的释放,围岩发生变形破坏,为保证围岩稳定就需要有效地支护。本文在分析掘进巷道围岩变形破坏机理和不同的地质条件因素对围岩变形破坏的影响基础上,针对巷道围岩条件,提出了采用锚注联合支护技术对掘进巷道围岩进行控制,结果可以为掘进巷道围岩的稳定和支护提供一定的参考。     

倾斜岩层巷道围岩大变形分析与控制方法

深部倾斜岩层巷道由于围岩应力高,巷道围岩变形周期和变形量都较浅部巷道有显著增加.针对曲江矿-850 m东大巷巷道围岩表现出来的两帮和顶底板的实测不对称大变形特征,采用离散元软件建模分析发现:巷道围岩大变形引起围岩塑性区不断扩大,导致锚杆支护结构失效,由此造成原有等强支护方案不能有效控制巷道变形.结合围岩性能提升和结构强化的思路,提出注浆和不等强支护方案.方案实施后,围岩塑性区半径明显减小,围岩变形速度降低、变形时间缩短,实现了巷道稳定的控制目标.     

厚煤层高煤帮回采巷道围岩破坏分析与控制研究

为解决厚煤层高煤帮回采巷道围岩控制难题,通过数值模拟研究了顶煤厚度、巷道高度对巷道围岩破坏的影响,结果表明,巷道顶煤厚度的变化对巷道顶板变形破坏影响最大;巷道高度对两帮围岩的变形破坏影响最大。基于围岩变形破坏情况和生产地质条件,提出了巷道支护的可行方案,现场实践表明锚网索联合支护方案能将巷道围岩变形量控制在较小范围内,围岩控制效果好。     

厚煤层留小煤柱沿空掘巷支护技术研究

为研究厚煤层小煤柱沿空巷道的围岩变形特征及支护技术,解决巷道的失稳难题,以魏家地煤矿西2305运输顺槽为研究对象,采用理论分析及数值模拟对小煤柱巷道围岩结构形态及应力分布状态进行分析,采用现场实测的方式对沿空巷道围岩变形及支护参数展开研究。研究表明,小煤柱巷道围岩应力受一次回采影响呈非对称性,煤柱受力与上覆岩层载荷及悬露基本顶岩块长度成正比,与煤柱宽度成反比;小煤柱沿空巷道在掘进期间,围岩变形量相对较小,且变形沿巷道中轴线呈高度对称性;一次回采后,巷道围岩在煤柱侧变形和破坏较大,巷道变形呈非对称性。基于现场实测所得巷道围岩变形特征,提出了加强锚索进行小煤柱巷道的加固。通过现场工业性实验,加强支护后,煤柱侧帮部变形量减小至原来的58.3%,有效控制巷道围岩变形,减小煤柱帮部变形严重的问题。     

极弱胶结地层开拓巷道围岩演化规律与监测分析

针对极弱胶结地层的复杂地质条件,基于岩石力学基本试验及巷道围岩松动圈测试,揭示了极弱胶结地层巷道围岩力学及变形破坏特征;采用FLAC3D 模拟研究了5种巷道开挖后的巷道围岩变形特征及围岩塑性区演化规律,分析了不同埋深和侧压力系数对巷道围岩稳定的影响规律;及时掌握了极弱胶结地层巷道围岩的变形与支护结构受力情况,优化巷道支护设计与指导施工,对巷道围岩收敛变形、工字钢支架受力及混凝土衬砌受力等进行了实时监控量测,监测结果表明,在极弱胶结地层开拓巷道采用工字钢、钢筋网+混凝土衬砌的联合支护方式,有效地控制了巷道围岩的变形和保证了巷道的长期稳定及安全。     

基于巷道围岩变形监测的预案支护技术

针对目前一些新建矿井,由于前期设计单位在设计时对巷道支护缺乏专门研究,致使部分巷道在施工后,巷道变形严重,影响其正常使用,造成工期延长,建设成本增加的现状,在对巷道围岩地质资料分析、围岩物相及物理力学性质测试,变形数值模拟及施工巷道变形监测的基础上,制定相应的支护预案,并以围岩变形量与变形速度作为围岩稳定性判别指标,当围岩监测指标超过设定临界值时实施预案,以控制围岩变形失稳。