深埋巷道围岩变形及支护技术研究

随着煤炭开采逐渐向深部转移,巷道围岩变形越来越严重。分析了深埋巷道围岩变形及支护技术,对研究巷道进行了三轴抗拉试验,得到煤和岩石力学参数,采用结构梁和弹性力学分析了巷道围岩变形,为模型分析提供了理论基础,然后采用FLAC^3D数值模拟软件,分析了巷道变形位移,与现场实测相比,数值模拟能够较好地模拟煤矿巷道实际变形情况。研究能够为巷道参数设计提供借鉴。     

支护阻力对软岩巷道围岩变形控制作用的研究

本文研究了围压对软岩峰后软化特性的影响，根据三轴压缩试验的应力--应变曲线，运用Hoek提出的由主应力圆包络线确定粘聚力和内摩擦角等效值的方法和曲线拟合的方法，研究软岩的宏观物性参数峰后应变软化规律，建立了峰后应变软化数值模型。对软岩巷道的数值计算研究表明软岩巷道中支护阻力使巷道周边围岩由二向受力状态转变为三向受力状态，产生一定的围压，从而提高其残余强度，并减小其强度随塑性应变增大而衰减的速度，从而实现了对围岩破碎区范围的控制，最终控制巷道位移量。     

深埋煤矿岩石巷道围岩变形FLAC分析

采用钻孔内窥仪完成了围岩松动圈分布规律现场测试,基于松动圈理论给出了文家坡1#运输岩石巷道支护设计,建立了巷道围岩稳定性评价FLAC计算模型,完成了巷道围岩变形规律FLAC预测分析,制定了围岩变形现场监测方案。     

淮南矿区深埋巷道围岩变形特性研究

针对目前深部软岩巷道支护突出问题,以淮南矿区某深埋巷道为例,根据巷道支护特征,合理设置监测测站,对巷道表面位移、围岩内部位移等参数进行现场实时监测,掌握了巷道围岩变形特性,为类似地层巷道围岩变形支护提供参考依据。     

深埋破碎围岩巷道破坏机理及控制

针对大埋深高矿压破碎围岩巷道支护困难问题,以郭屯煤矿13_下14工作面轨道巷为例,通过理论分析和现场实践相结合的方法,分析了深埋情况下巷道围岩破坏因素及特征,针对现场实际提出了“一次支护让压+二次支护补强”的综合支护对策。现场试验与矿压观测结果均表明,该支护方案通过改善破碎围岩力学特性,大大增强了围岩稳定性,有效控制了巷道顶底板和两帮围岩变形,保障了回采巷道安全。     

超高填土明挖巷道土压力分布特性及影响因素研究

基于弹塑性理论,以神华胜利北电一号露天煤矿6煤运输巷道为背景,采用MIDAS GTS岩土分析系统,分析超高填土下的明挖巷道土压力变化特性,得出其与内摩擦角、粘聚力的相互关系,回归分析得出涵顶土压力与填高、容重的经验公式,并将其运用到设计与施工中,创造良好的经济效益与社会效益.     

深部巷道围岩变形规律分析

针对深部巷道支护难、围岩变形量大等问题,采用TATW-2000岩石三轴试验机对研究区煤岩物理力学性质进行测试,得到了煤岩物理力学参数,然后采用FLAC^3D数值模拟软件,分析了现有支护状态下巷道围岩的变形规律和巷道竖向、水平位移分布。研究为后期巷道支护参数的优化提供了理论基础。     

深井回采巷道围岩破坏机理影响因素及FLAC3D模拟

对影响巷道围岩稳定性因素如围岩自身结构特点、围岩应力、支护形式等进行了初步分析,简要介绍了FLAC3D软件,并运用FLAC3D软件依照实际情况建立巷道围岩的数值模型,计算得出巷道围岩掘进及回采期间的垂直应力分布图,通过分析巷道掘进及回采期间不同的围岩应力分布图揭示了深井回采巷道围岩应力变化特征,以期为今后深井回采巷道支护生产实践有一定的指导作用.     

基于FLAC3D的破碎围岩巷道支护效果分析

为了解破碎围岩分别采用锚杆支护、锚喷支护以及锚喷+锚索耦合三种支护方式下的支护效果,进而为破碎围岩巷道选择合理的支护方式提供参考。通过借助FLAC^3D软件建立数值模型,分析不同支护条件下的破碎围岩巷道位移量、应力分布以及塑性区的时空演化特征。结果表明,采用锚喷+锚索耦合支护时,可以较好的控制巷道围岩的位移量、减小应力集中效应、缩小塑性区的影响范围。     

构造应力场中巷道围岩破坏机理研究

针对构造应力场中巷道围岩变形破坏基本特征,采用FLAC3D数值计算软件,依次分析侧压系数、内摩擦角、黏聚力对矩形巷道周边应力分布、位移和塑性区扩展的影响。结果表明:侧压系数对巷道围岩变形破坏具有敏感性,随着侧压系数的增大,巷道两帮移近量呈现正比增加的趋势且明显大于顶底移近量;内摩擦角在一定的取值范围内,与巷道围岩塑性区变化存在着负相关性,但是当其增大到相对的临界点(30°≤φ≤35°)时,塑性区的变化将不再明显;当黏聚力增大到一定程度(C=5.0MPa)时,巷道围岩塑性区的变化将保持在一个相对稳定的水平。在此基础上提出高强让压支护的基本思路,开发了"多孔循环注浆,深浅孔结合"工艺,在工程实践中取得较好效果。     

构造应力场对深井巷道围岩稳定的影响

为了研究构造应力场对深井巷道围岩稳定的影响，运用3D-σ有限元计算软件对深井巷道在构造应力场中不同布置方向的稳定性进行了数值模拟分析，分析得出随着巷道轴向与构造应力场方向夹角的增大，巷道围岩受力状况逐渐趋于恶化。对此，提出在布置巷道时，尽可能使巷道轴线方向与最大水平主应力方向以小角度相交(最好趋于一致)，并采用宽度大于高度的矩形、拱形或椭圆形断面，使断面形状与构造应力状态相适应。     

深部围岩巷道支护技术

随着煤矿开采深度的逐年增加,传统支护方式已不能满足围岩巷道的支护需求,尤其在遇到不稳定的软岩的情况下,可以综合采用锚网喷支护、锚注加固、预应力锚索加固等方式。介绍了深部不稳定围岩巷道支护技术,工程实践表明,该技术应用于深部尤其是不稳定软岩巷道支护过程中,收到了良好的效果。     

扰动影响下松软岩层巷道围岩控制研究

针对郑煤集团某矿28采区变电所巷道围岩失稳现状,采用数值模拟及松动圈测试方法对其失稳特征进行了深入分析,并提出具体有效支护方案。分析表明:巷道围岩松软破碎,受采动及上方永久煤柱支撑压力的影响后围岩松动圈范围较大,巷道围岩严重失稳,采用U型钢封闭支架+注浆+锚索+钢丝网联合支护方式,提高巷道围岩支护强度,解决此类支护难题,具有较高的理论意义和实用价值。     

破碎硅化煤层巷道棚-索补偿支护技术及应用

为了解决架棚支护中棚体的破坏问题,以二矿盘区皮带巷为研究对象,综合运用工程测试、理论分析和数值模拟手段,研究了棚-索支护补偿前后棚体、围岩的应力分布状况,分析了补偿支护的机理,设计了棚-索补偿支护方案,并进行工业性实验,结果表明:现用棚-索支护中锚网与架棚彼此独立,棚架弯矩呈正弦函数分布,直墙帮、水平方向27°和69°弯矩较大,最大值为52.48kN·m,超过了其屈服弯矩,直墙段易首先发生破坏;棚-索补偿支护后,棚架受力环境得到了很好的改善,最大弯矩10.58kN·m,仅为屈服弯矩的21.7%,较补偿支护前降低了79.8%;锚网支护的组合拱效果得以加强,巷道周围形成了1.2~3.6m厚的压应力增高区,棚架至今未发生明显变形。     

深井软岩巷道峰后特性支护技术研究

随着开采深度增加,巷道围岩趋于体现软岩的特征,因此深井软岩巷道支护的研究对指导现场施工具有重要意义。在现场实测的基础上,采用数据分析和理论依据相结合,对深井软岩巷道支护技术进行研究,结果表明,对于软岩巷道支护要充分发挥其软的特征,允许围岩进入塑性状态,发挥围岩自身的承载能力。在实测的基础上选择最佳二次支护时间,控制其二次变形量,在实践中取得了显著的经济效果。     

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。     

初始地应力场对煤矿巷道围岩稳定性的影响

基于柴里矿二水平南轨上山实际地质开采条件, 采用UDEC数值模拟计算, 对岩层移动模拟研究中初始地应力场对巷道围岩稳定性的影响进行了研究。研究结果表明, 地应力的大小、方向对巷道围岩稳定性影响很大, 巷道两帮移近量、顶板下沉量和底板底臌量整体上都随着侧压系数增大而增大; 巷道顶、底板和两帮内围岩垂直应力随着侧压系数增大而增大, 当侧压系数超过1.5以后, 随着侧压系数增大, 两帮支承压力峰值逐渐趋于一定值, 且支承压力峰值位置有靠近巷帮的趋势; 巷道两帮和顶底板岩层不同层位处的位移大小和方向是不同的, 两帮和顶底板一定距离内存在着位移为0的点或面。     

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。     

深部巷道围岩钻孔卸压与围岩控制技术研究

针对深部开采条件下巷道围岩地应力增加、破碎岩体增多等一系列问题,导致传统支护手段难以有效控制围岩变形的现象,采用有限差分软件FLAC3D建立深部巷道钻孔卸压模型,对钻孔卸压前后巷道围岩应力分布规律与变形破坏特征进行了分析,结果表明,钻孔卸压技术可有效释放巷道围岩应力增高区的变形破坏能量,促使浅部围岩高应力转移至深部煤岩体中,显著改善围岩应力环境。基于对卸压钻孔参数的模拟分析,合理确定出钻孔卸压与主动支护技术参数。工程实践表明,该技术围岩控制效果显著。     

深井巷道围岩体声波特性及其规律

为掌握深井巷道松动圈的范围及松动圈内岩石破损程度的变化规律,对云南会泽铅锌矿950 m深井巷道进行现场声波测试。测试结果表明：不同的岩性,具有不同的声波特性,在松动圈范围内,岩体声波特性变化趋势一致;与上部测试结果相比较,松动圈的范围明显增加。在7种不同岩性的巷道围岩中,布置了10个测孔,应用单孔法进行声波测试,并对测试结果进行拟合,获得了深井巷道围岩松动圈范围内声波速度变化规律的数学表达式。为深部岩体的声波特性研究提供可靠的参考依据。