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。     

淮南矿区某煤矿巷道支护效果数值模拟

结合淮南矿区的生产实际,将有限差分法软件(FLAC3D)引入到巷道稳定性计算中,对巷道不同厚度混凝土支护、不同根数的喷锚支护进行数值模拟计算,探讨围岩变形机理与支护效果.计算结果表明:随着喷射混凝土厚度的增加,巷道围岩变形呈负指数曲线规律下降,应力集中现象明显减弱;喷锚支护随着锚杆数量的增加,应力集中分布区域及最大位移明显减小.     

影响巷道变形与破坏节理力学参数的正交数值模拟试验研究

采用正交数值模拟试验方法研究了节理力学参数对巷道变形与破坏影响。选择法向刚度、切向刚度、粘聚力、内摩擦角、剪胀角、抗拉强度等6个因素、5个水平的下次试验方法进行了相关的UDEC数值模拟试验。试验结果表明：节理法向刚度和内摩擦角是影响巷道变形与破坏最敏感也是最重要的参数,增大节理法向刚度和内摩擦角可显著提高节理的抗变形能力;节理粘聚力和切向刚度对巷道变形也有明显影响。     

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.     

煤巷锚网索支护矿压显现规律数值模拟研究

本文结合观台矿实际情况,采用数值模拟方法对煤巷锚网索支护进行分析研究,得出了不同支护参数条件下巷道围岩变形规律,以及高水平应力是导致巷道加剧变形直至破坏的主要原因,既验证了支护参数合理性,又对支护效果进行预测,为优化支护参数提供理论依据.     

某矿回采巷道不同跨度数值模拟分析

以某煤矿工作面回采巷道为研究对象,通过试验和数值模拟研究了不同跨度巷道围岩变形规律.用数值模拟软件FLAC3D通过改变巷道跨度,研究巷道跨度对巷道变形破坏的影响.结果表明:随着巷道断面跨度的增加,巷道顶底板及两帮中点处位移不断增加,其中顶板增幅较大;应力也有一定程度的增加,巷道围岩塑性区面积增加,巷道围岩屈服破坏严重.     

基于混合算法人工神经网络的回采巷道锚杆支护参数预测

回采巷道锚杆支护参数的确定, 一直是煤巷支护设计的重点和难点． 本文尝试应用误差逆传播和模拟退火混合算法人工神经网络预测锚杆支护参数, 结果表明这一方法具有快速、简便、实用和智能化特点, 可大大提高锚杆支护参数选择的科学性、合理性和有效性．     

深部软岩巷道锚喷支护参数优化设计

采用正交设计方法对望峰岗煤矿巷道锚喷加固方案进行优化,得出加固优化方案,此方案对巷道塑性区、位移都有一定程度的抑制,而且使巷道周边围岩卸荷区所承受的应力有所增高,应力增高区和集中应力区的应力下降,更有利于巷道的稳定,发挥围岩的自承载能力.     

软煤层巷道支护数值模拟研究

针对新义煤矿11011工作面回采巷道煤层松软、围岩变形大、现有微拱工字钢支护难以满足生产安全需要的问题,利用FLAC数值模拟软件分别对微拱工字钢和外扎腿U型钢支护下的巷道位移矢量特征、应力特征及塑性区范围进行了分析．结果表明,外扎腿u型钢支护,能有效地改善围岩的应力状态和控制围岩的变形量,适合该矿软煤层特征;通过对12011皮带运输巷进行的工业性试验的实测变形数据分析表明,外扎腿u型钢支护,降低了顶板与两帮收敛速度与位移,提高了软岩巷道围岩强度和自承能力,维护了巷道围岩的稳定性,支护效果良好,能满足新义煤矿安全生产的要求,可为类似条件下的巷道支护提供参考．     

深部巷道围岩变形试验与数值模拟研究

为了研究深部软岩巷道的变形破坏特性,以淮南矿区某煤矿13-1煤回采巷道为例,在现场调查回采巷道工程概况的基础上,开展了室内深部回采巷道围岩变形特性相似模拟试验,并基于块体离散元法,建立了深部回采巷道围岩的数值模型,模拟了开挖过程中围岩的变形特性。相似模拟试验和数值模拟试验结果表明,深部巷道围岩的典型特征为:巷道底臌量两帮移近量顶板下沉量,巷道不同围岩受开挖扰动的位移影响范围不同,底板为3.5 m,顶板为2.45 m,两帮为5.5 m。     

Multi-parameter numerical simulation of dynamic monitoring of rock deformation in deep mining

The level of deformation development of surrounding rocks is a vital predictor to evaluate impending coal mine disasters and it is important to establish accurate measurements of the deformed status to ensure coal mine safety. Traditional deformation monitoring methods are mostly based on single parameter, in this paper, multiple approaches are integrated: firstly, both electric and elastic models are established,from which electric field distribution and seismic wave recording are calculated and finally, the resistivity profiles and source position information are determined using inversion methods, from which then the deformation and failure of mine floor are evaluated. According to the inversion results of both electric and seismic field signals, multiple-parameter dynamic monitoring of surrounding rock deformation in deep mine can be performed. The methodology is validated using numerical simulation results which shows that the multi-parameter dynamic monitoring methods have better results for surrounding rock deformation in deep mine monitoring than single parameter methods.     

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.     

锚网索支架联合支护技术在深井巷道维修中的应用

针对河北金牛能源公司邢东煤矿深部轨道大巷失修严重的现实问题,对原锚网支护方式做了理论分析,提出锚网索支架联合支护维修的技术方案,并在力学机理分析基础上,对邢东矿深井锚网索支架联合支护技术进行了系统分析和应用研究。现场效果表明,锚网支架联合支护巷修技术是适用于邢东矿高应力条件的经济可靠的支护方式。     

Rock roadway complementary support technology in Fengfeng mining district

This paper takes No. 52 return uphill roadway of Yangquhe coal mine as a research project. Based on the research, especially its geological condition, indoor experiments, numerical simulation and theor...     

深基坑土钉支护正交数值模拟试验初步研究

把数值模拟计算用于工程设计阶段,对深基坑土钉支护设计有很重要的意义,特别是对超近深基坑(群)变形控制的设计.通过应用于土木及采矿工程的拉格朗日元法的应用程序FLAC(Fast Lagrangian Analysis of Continua,连续介质快速拉格朗日分析),结合工程实例,对深基坑土钉支护进行正交数值模拟,初步探讨了土钉支护参数对支护变形的影响,可供超近深基坑土钉支护变形控制设计时参考.     

深基坑土钉支护正交数值模拟试验初步研究

把数值模拟计算用于工程设计阶段,对深基坑土钉支护设计有很重要的意义,特别是对超近深基坑(群)变形控制的设计.通过应用于土木及采矿工程的拉格朗日元法的应用程序FLAC(FastLagrangianAnalysisofContinua,连续介质快速拉格朗日分析),结合工程实例,对深基坑土钉支护进行正交数值模拟,初步探讨了土钉支护参数对支护变形的影响,可供超近深基坑土钉支护变形控制设计时参考.     

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.     

深部开采全煤巷道合理支护分析

根据深部开采全煤巷道变形特征,提出了在巷道两帮中部加密布置锚杆控制该部位显著塑性变形,顶煤与直接顶结构面中部布置预应力锚索控制该部位不稳定层间离层,底角锚杆控制底鼓的支护方案,应用于新集矿区261308回风巷支护工程实践,取得了较好的控制效果。     

厚层松软复合顶板煤巷梯次支护力学原理及应用

井厚层软弱复合顶板巷道围岩,单一长度的锚索加强支护,形不成稳固的承载结构,导致下位岩层离层,巷道围岩继续变形和破坏.提出了梯次支护原理,首先采用锚杆支护在巷道顶板浅部围岩造壳(一阶支护),再采用短锚索支护控制顶板中下部软弱煤岩形成二次强化锚固承载结构(二阶支护),再应用长锚索对已形成的二阶锚固承载体向顶板上部深层煤岩体实施整体组合锚固(三阶支护),在顶板岩层中形成一定厚度和承载强度的具有组合锚固效应的阶梯式立体支护结构,并对其支护力学原理进行了理论分析.该支护技术成功应用于淮南顾桥煤矿11151轨道顺槽,其巷道顶板浅部围岩离层分别为10和14 mm左右,深部围岩离层最大值为23 mm.