煤矿TBM掘进巷道围岩时效变形分析及支护参数优化研究

针对煤矿TBM掘进巷道围岩长期稳定性问题,以淮南矿区张集矿TBM掘进某瓦斯抽采巷为工程背景,开展了巷道围岩时效变形分析及支护参数优化研究。通过在TBM掘进巷道施工现场钻取砂质泥岩岩样,开展蠕变试验,获得CVISC蠕变参数|在数值模拟软件中引入CVISC蠕变模型,对不同支护工况下TBM掘进巷道围岩进行为期100d的蠕变变形模拟,获得各支护工况下巷道围岩时效变形特征和应力场及塑性分布区的演化规律|基于数值模拟结果,将优化后的锚杆+钢筋网联合支护体系应用于TBM施工巷道,并对TBM施工巷道进行围岩变形监测和锚杆轴力监测,现场实测结果表明采用的优化支护方案可有效控制围岩变形,且巷道稳定性较好。     

复合地层盾构施工土仓压力对地表沉降的影响

鉴于上软下硬复合地层不仅具有软岩地层的不稳定性,又有硬岩的强度。如果在该种地层盾构施工的土仓压力控制不当,易造成地面塌陷。文章以深圳地铁五号线工程地质条件为实例,通过FLAC3D有限元软件对上软下硬地层条件下盾构施工土仓压力的变化对周边土体位移的影响进行了数值模拟,并与实测结果进行对比。研究表明:在上软下硬复合地层中,掘进时应保持较高的土仓压力与掌子面的压力平衡,地表沉降的范围与沉降的最大值都随着土仓压力的增大而减小。计算所得沉降曲线与实测沉降曲线基本吻合,可为类似工程提供借鉴。     

深立井过瓦斯抽排孔群扰动煤岩层损伤评估与支护优化

针对深立井过受瓦斯抽排孔群扰动的煤岩层工程安全问题,分析了钻孔群对煤岩层的扰动影响,基于损伤力学理论建立了定量的扰动损伤评估模型,对淮北海孜煤矿千米立井过受瓦斯抽排孔群扰动煤岩层的稳定性及井筒掘砌过程进行了数值模拟,根据分析结果优化了受扰动煤岩层的加固与井筒掘砌支护方案。研究结果表明:瓦斯抽排钻孔群对煤岩层的扰动评估应综合考虑钻孔水"冲刷效应"、煤岩体"卸压效应"及"孔群效应",3种效应相互作用使得煤与软弱泥岩受损程度远大于稳定粉砂岩层;煤与软弱泥岩层受瓦斯抽排孔扰动后易于出现大范围失稳;井筒掘砌过相应扰动层位前,可利用瓦斯抽排孔进行预注浆加固受损围岩,通过加强掘进初期支护、提高井壁混凝土抗拉性能及壁后注浆等综合措施确保围岩稳定与支护安全。     

巷道掘进瞬变电磁法跟踪超前预报分析

对于水文地质条件复杂的矿井,巷道掘进过程中要求“有掘必探”,通过跟踪覆盖方式进行连续超前探测与预报,为巷道安全生产提供技术保障。矿井瞬变电磁法为非接触式探测,其多匝小线框发收系统有利于井下掘进工作面连续跟踪超前探测施工与应用。其数据采集时保持每一次探测使用的仪器设备、现场工作技术方法、数据处理与解释方法等过程基本一致,确保探测预报条件的相对稳定,进一步提高对含水异常体预测的可对比性和准确性。淮南及新集矿区煤岩巷道探测结果表明,采用瞬变电磁法连续超前探水,对巷道前方含水异常体的预报效果良好,所判断的含水异常区段为超前钻探及防治水技术措施制定提供依据。     

TBM掘进煤矿巷道装配式支护结构足尺试验

随着全断面掘进机(TBM)在煤矿深井岩巷掘进中的推广应用,不良地层已成为影响TBM掘进煤矿深井岩巷施工安全性和掘进效率的主要因素。为解决TBM在煤矿不良地层中巷道围岩支护困难的问题,提出了TBM掘进煤矿巷道装配式支护结构,并加工制作了装配式支护结构足尺模型,使用煤矿井巷支护结构大型试验平台,开展了不同侧压系数下的支护结构足尺加载试验。通过拉杆式位移计监测支护结构关键节点位移值、采用应变片监测支护结构足尺模型应变分布演化规律,同时搭建足尺模型变形摄影测量监测系统,监测获得更加详细的足尺模型变形数据。开展了侧压系数λ=1和1.5两种加载条件下的装配式支护结构足尺模型均载和非均载试验。试验研究装配式巷道支护结构的变形破坏形态、承载力和应变分布特征,厘定了支护结构承载能力的影响因素,揭示了支护结构失稳破坏机理。同时开展支护结构数值试验,获得室内试验中难以监测的轴力、弯矩等参数。支护结构在管片接头和跨中首先出现局部失稳,进而导致结构整体失稳。侧压系数λ=1和1.5时,支护结构极限承载力分别为3972.2kN和2763.2kN。随侧压系数提高,支护结构承载力呈指数型下降,结构变形破坏也更为明显。室内试验中支护结构极限承载力略小于数值试验,室内试验和数值试验结果一致性较好。均载试验中,支护结构接头处轴力较大,接头和管片跨中处弯矩较大,弯矩均为正值,而非均载试验中,支护结构轴力略有降低,弯矩值正负皆有,且弯矩高于均载试验。     

冻结井预制弧板井壁接头刚度模型

研究了影响冻结井预制弧板井壁变形特性的接头刚度.将接头垫层受力特性抽象为若干弹簧,通过力学平衡条件和合理的简化,建立了接头刚度理论模型;考虑到工程应用实际,推导了接头刚度工程实用简化公式;通过理论计算与试验结果的对比,验证了冻结井预制弧板井壁接头刚度模型的合理性.     

孔隙型含水岩层钻井法凿井壁后充填技术研究

为解决西部地区孔隙型含水岩层钻井法凿井壁后充填技术难题,开展了充填层作用机理及材料配制研究。首先,以可可盖煤矿中央回风立井为工程背景,利用Comsol Multiphysics数值计算软件进行了围岩、充填层和钻井井壁流固耦合作用分析。计算结果表明：有效应力和孔隙水压力分布曲线呈现出明显的“压降漏斗”型特征(即越靠近井筒中心,两者降低速率越快),且曲线的陡降段位于充填层区域;由此可见,在西部孔隙型含水岩层中,充填层不但具有固井和封水作用,而且还具有减载功能。然后,基于有效应力原理和达西渗流理论,提出充填层材料应具有低渗透性、较高强度和较大比重、微膨胀、不收缩,同时拌合物的流动性好、满足泵送机械化施工要求。综上,提出采用高性能水泥砂浆作为西部地区孔隙型含水岩层钻井井筒壁后充填材料。最后,通过正交试验测定了充填材料的主要物理力学性能,并采用极差分析法研究了粉煤灰与膨胀剂质量掺量对充填材料各因素指标的影响;同时,将比重、三轴抗压强度、渗透系数3者作为其性能的最终评定指标;基于综合平衡法获得水泥、粉煤灰、膨胀剂、水、砂、泵送剂等壁后充填材料的最优配合比为1∶0.286∶0.143∶2.144∶0...     

探讨合肥地铁潜山路站基坑开挖对地表 沉降的影响

鉴于城市施工的基坑周围分布众多的构筑物,必须对其开挖引起地表沉降严格控制。本文通过对合肥地铁二号线潜山路站一期基坑地表沉降监测数据进行分析,并结合数值模拟,探讨了基坑开挖过程中地表沉降的相关规律,为后续的施工提供指导和建议     

地铁车站抗渗防水混凝土配合比正交试验研究

针对地铁车站混凝土结构渗漏技术难题,以合肥轨道交通4号线为工程背景,采用正交试验方法,确定考虑粉煤灰、矿粉、膨胀剂、纤维素纤维等混掺组分的试验方案;开展混凝土试样的物理力学特性、限制膨胀率、相对渗透系数、低场核磁共振孔隙结构等试验,分析主要混掺材料掺量对其抗渗防水混凝土主要性能的影响,以及孔隙结构特征与相对渗透系数关系。试验结果表明:粉煤灰、矿粉在10%～20%掺量能提高混凝土28 d抗压强度;当膨胀剂掺量为8%时,混凝土28 d抗压强度降低;纤维素纤维在0.9～1.5 Kg/m3掺量范围内,28 d劈裂抗拉强度随掺量增加而增加;优化得出抗渗防水混凝土配合比为:水泥:粉煤灰:矿粉:膨胀剂:砂:石子:水:纤维素纤维:减水剂=1:0.214:0.214:0.086:2.749:4.123:0.636:0.005:0.012,相对于基准组28 d抗压、劈裂抗拉强度分别提高17%、14.6%,小孔隙面积减少52.5%,孔隙度降低55%,相对渗透系数降低32%。     

实时控制系统中软件抗干扰的编程方法

本文介绍了软件抗干扰的一些编程方法，分析了这些方法的基本思想，应用这些方法可以提高控制系统的可靠性和精确性。