基于FLAC~(3D)的中空注浆锚索数值分析

针对中空注浆锚索出现的受力问题,利用FLAC~(3D)内置的cable结构单元对中空注浆锚索进行模拟拉拔实验,分析中空注浆锚索在全长锚固时锚索在不同拉拔载荷下围岩和锚索的应力位移演化规律以及锚索轴力演化特征。模拟结果表明:在相同拉拔载荷下,中空注浆锚索周围0~0.5 m范围内的围岩,越靠近中空注浆锚索的围岩位移变化量越大;在不同载荷同一位置围岩的位移随着拉力的增加而逐渐增大,围岩位移沿着索体径向方向上总体呈负指数下降,随着拉力逐渐增加,在锚索与锚固剂的连接面处岩体应力由拉应力逐渐变为压应力。当拉拔载荷在400~440 kN时,锚索位移量突然增加,锚索逐渐发生破坏,破坏之前,最大位移量达到250 mm左右,瞬间被拉断后,锚索位移量达到400 mm左右。在不同拉拔载荷下,锚索受力由锚索底部逐渐传递到锚固段,剪切滑移破坏逐渐上升,最终导致锚索发生破断。通过模拟和现场实践表明应用中空注浆锚索支护巷道具有一定实用性。     

基于FLAC^(3D)的中空注浆锚索数值分析北大核心

针对中空注浆锚索出现的受力问题,利用FLAC^(3D)内置的cable结构单元对中空注浆锚索进行模拟拉拔实验,分析中空注浆锚索在全长锚固时锚索在不同拉拔载荷下围岩和锚索的应力位移演化规律以及锚索轴力演化特征。模拟结果表明:在相同拉拔载荷下,中空注浆锚索周围0~0.5 m范围内的围岩,越靠近中空注浆锚索的围岩位移变化量越大;在不同载荷同一位置围岩的位移随着拉力的增加而逐渐增大,围岩位移沿着索体径向方向上总体呈负指数下降,随着拉力逐渐增加,在锚索与锚固剂的连接面处岩体应力由拉应力逐渐变为压应力。当拉拔载荷在400~440 kN时,锚索位移量突然增加,锚索逐渐发生破坏,破坏之前,最大位移量达到250 mm左右,瞬间被拉断后,锚索位移量达到400 mm左右。在不同拉拔载荷下,锚索受力由锚索底部逐渐传递到锚固段,剪切滑移破坏逐渐上升,最终导致锚索发生破断。通过模拟和现场实践表明应用中空注浆锚索支护巷道具有一定实用性。     

深部倾斜煤层沿空巷道锚注支护应用研究

针对平煤十矿深部倾斜煤层沿空巷道围岩难支护的问题,根据岩层地质赋存特征,建立离散元计算模型。通过分析可知,巷道侧向应力集中,窄煤柱强度发生较大损失,巷道至窄煤柱之间围岩受力不均匀,容易发生侧向滑移,诱发煤柱与顶底板岩层剪切损伤破坏;窄煤柱和巷道周围垂直压应力增速较快,破坏巷道围岩的自承能力。构建了以"中空注浆锚索+高强注浆锚杆"为核心的围岩控制优化方案。工程实践表明:最终巷道顶板下沉量为122.2 mm,两帮移近量为156.6 mm,对围岩控制效果较好。     

风氧化浅埋软岩巷道变形机理及支护研究

针对浅埋煤层受地表风化及降水侵蚀较为严重的巷道其顶板极为破碎难以支护的问题,以晋北煤业5-101工作面运输巷道为研究背景,研究了风氧化浅埋煤层软岩巷道破坏特征及支护机理。分别应用高预应力钢绞线锚索、锚杆排间刚性注浆、中空锚索改良材料注浆的方法进行巷道支护,研究表明:通过较深的中空锚索注浆可以更深范围的加固巷道顶板岩体,形成更为稳定的顶板支护圈,工程应用时顶板变形小于7 cm,巷道稳定性得到有效控制。     

中空注浆锚索破坏机理研究及承载性能优化

针对目前中空注浆锚索在巷道围岩控制过程出现的技术难题,主要分析注浆锚索几何形状引起的锚索结构件间的相互力学作用,采用弹塑性力学方法分析锚索与锚固体界面的应力状态和破坏机理,并推导出注浆锚索的近似应力函数公式,为注浆锚索承载能力的设计提理论依据。     

高强度等级中空锚索与线性锚索束协同支护技术

中空注浆锚索由于其特殊的中空结构,导致极限承载能力较常用实心锚索降低了30%以上,难以满足深部复杂应力环境巷道的支护要求。研究开发了2060MPa高强度等级中空注浆锚索,经实验室和现场实测,其极限承载能力达到了660kN以上,并指出了其拉力分散型的力学本质。为避免巷道顶板岩层水平移动导致的锚索剪切破坏,提出了高强度等级中空注浆锚索与线性锚索束协同支护技术,阐释了两种支护结构协同支护作用机制。选择顾桥矿1127(1)运输巷巷修工程为背景,开展了高强度等级中空注浆锚索与线性锚索束协同支护技术的现场试验,应用结果表明,该技术能够有效控制深部高地压巷道的围岩大变形,是一种行之有效的巷道加固方式。     

采空侧高应力巷道中空锚索注浆加固技术研究

随着矿井开采向深部发展,高应力巷道围岩变形破坏现象严重,巷道返修频繁,严重制约煤矿正常生产作业,带来巨大经济损失。为了解决此问题,中空注浆锚索应运而生,中空锚索注浆加固技术能很大程度上提高围岩强度,减小巷道变形量,提高巷道利用周期。鉴于此,本文通过FLAC3D针对围岩变形破坏特征、注浆加固作用、锚注支护效果等方面进行数值模拟,为采空侧高应力巷道全长锚注支护方案及注浆参数选择提供理论依据。     

中空注浆锚索配合FSS化学浆支护在过断层中的应用

介绍了中空注浆锚索的结构、作用机理,以及采用FSS化学浆替代原水泥浆对围岩进行加固技术。巷道在过特殊构造时传统锚网索喷+梯子梁支护不能满足支护要求;巷道顶板出现下沉、锚索被拉断等现象时,通过使用中空注浆锚索配合FSS化学浆对围岩进行加固,可使顶板下沉得到有效控制,巷道加固取得了预期的效果。     

8603工作面回采巷道支护方案优化及数值模拟

针对深部软岩巷道围岩变形量大,传统支护结构失效的问题,以煤峪口矿回采巷道为研究背景,综合应用数值模拟和工程实践对原支护方案下巷道破坏特征进行分析,提出采用中空注浆锚索进行补强支护,并采用FLAC3D分析了两种支护方案下巷道围岩的收敛量以及应力分布情况,得出了优化支护方案能够有效控制巷道围岩破碎程度,并通过工程实践得到验...     

注浆锚索在沿空巷道围岩加固中的应用

针对沿空巷道围岩应力高、破碎严重问题,提出了使用中空注浆锚索对巷道围岩进行加固的方案,同时对注浆锚索结构参数及注浆材料性质进行了介绍,矿压观测结果表明,对巷道采用中空注浆锚索锚注加强支护后,巷道围岩强度得到增强,围岩形变量得到减小,满足了回采巷道生产要求。     

中空高强度锚注锚索在金川矿区中的研究与应用

金川矿区具有大量的不良岩层,岩体结构面十分发育,岩体整体强度低,地应力大。巷道掘进后围岩变形量大,变形速率快,支护体破坏严重。采用中空锚注锚索进行巷道支护,其支护系统刚度大,锚索的载荷传递特性好,同时利用锚注一体工艺,实现全长锚固,提高了索体的单根承载能力,具有很高的抗剪能力。在金川矿区高地压、破碎围岩巷道中的研究使用,有效控制了巷道的变形破坏,延长了巷道的使用寿命,巷道支护成本显著降低。     

中空高强度锚注锚索在金川矿区中的应用与研究

金川矿区具有大量的不良岩层,岩体结构面十分发育,岩体整体强度低,地应力大.巷道掘进后围岩变形量大,变形速率快,支护体破坏严重。采用中空锚注锚索进行巷道支护,其支护系统刚度大,锚索的载荷传递特性好,同时利用锚注一体工艺,实现全长锚固,提高了索体的单根承载能力,具有很高的抗剪能力.在金川矿区高地压、破碎围岩巷道中的研究使用,有效控制了巷道的变形破坏,延长了巷道的使用寿命,巷道支护成本显著降低。     

基于高强锚注支护技术的巷道稳定性研究

为了对巷道进行有效支护,研究了高强锚注支护对巷道稳定性的研究,分析了高强锚注支护系统,主要是对新型中空注浆锚索、中空注浆锚杆、水泥注浆添加剂以及施工设备的分析。采用FLAC^3D数值模拟软件,分析了不同锚注条件下塑性区、应力分布,并进行了现场试验。研究得出,高强锚注支护能够有效控制巷道围岩。     

中空注浆锚索、锚杆在地下工程预锚后注支护中的应用

针对目前各类矿山巷道、隧道、基坑等地下工程围岩及支护结构变形破坏后进行修复加固的情况,分析了工程破坏机理,提出了预锚后注支护技术。即在工程主体施工的同时,采用"中空注浆锚索+注浆锚杆+金属网+喷浆(混凝土)"支护;当围岩和支护结构产生变形破坏后,根据变形破坏情况,及时注浆加固。该项技术可避免锚索、锚杆支护的重复进行,技术经济效益良好,具有推广应用价值。     

阳城矿深部复合型软岩大巷破坏机制与支护设计

针对阳城煤矿南翼软岩大巷严重底鼓和断面收缩等非线性流变大变形控制难题,综合采用力学试验、现场测试和理论分析等方法,分析了南翼大巷围岩的地质力学特性和破坏特征;通过建立受二向均布载荷作用下的巷道力学模型,研究揭示了阳城煤矿南翼软岩大巷变形破坏力学机制。结果表明:地应力环境对大巷产生了极为不利的影响;大巷围岩属HJS复合型软岩,节理裂隙发育、松动破坏严重,使得可承载的完整岩层厚度较小是大巷破坏严重的关键因素。基于大巷复杂的破坏机制,提出了以锚注为主体的锚网索喷注联合支护方式,并设计使用了新型的注浆锚索,注浆管+注浆锚索深、浅耦合注浆,取得了良好的现场应用效果,实现了软岩大巷变形的有效控制,为类似巷道工程提供了参考。     

中空锚索注浆加固技术在2-107工作面超前支护的应用

基于动压巷道控制理论和中空注浆锚索加固机理,设计了干河煤矿2-107工作面中空锚索注浆加固超前支护方案.工业性试验结果表明,中空锚索注浆加固超前支护技术方案可行,从而解决了工作面超前支护存在的支护强度低、支护难度大和劳动强度高的问题.     

复杂地质条件下预应力注浆锚索全长锚固技术研究与应用

随着煤矿开采深度的不断加大,深部支护的矛盾逐渐突出。针对平煤矿区某矿-700 m高位瓦斯巷掘进支护过程中随着地应力的不断增大、施工中支护难度加大的实际问题,采用不同的注浆材料可以改变岩土结构及力学性质的理论方法,进行了注浆锚索锚注支护机理及施工工艺的研究,并通过采取“注浆＋中空注浆锚索联合支护”施工技术,解决了深部软岩掘进巷道缩帮、缩顶、蠕动变形的技术难题,有效提高了深部围岩的抗压强度和自承能力,从而改善巷道的区域稳定特性。实践证明,采用锚注支护,可以有效控制软岩巷道深部围岩的变形与破坏,增强巷道的稳定性,取得了良好的支护效果,改善了现场支护环境,为同类工程施工提供了技术借鉴。     

复杂条件下深井巷道锚杆支护技术研究

简述了锚杆锚固机理,同时以某矿深部巷道为原型,对深部巷道围岩破坏特征进行了分析,通过数值模拟,对加强支护和注浆技术进行了研究。结果表明注浆对维护巷道围岩稳定,减小围岩破碎区大小起到了重要作用。但单纯的浅层注浆却未能起到遏制围岩进一步变形破坏的作用,应当结合深部注浆,完成内外结构的耦合平衡支护,才能有效提高围岩的内摩擦角和内聚力,提高弱面的强度和刚度,维护巷道的稳定。