不同拉拔加载速率对全长锚固锚杆力学行为和声发射响应的影响

考虑到采矿扰动应力的影响,更好地理解不同拉拔加载速率下全长锚固锚杆的承载特性具有重要意义.本文采用一系列的实验室拉拔试验研究了不同拉拔加载速率对全长锚固锚杆力学性能和失效特性的影响.结果表明,锚固试件的力学性能表现出明显的加载速率依赖性和剪切增强特性.随着拉拔加载速率的增加,锚固试件的峰值拉拔载荷增大,而峰值拉拔载荷对...     

锚杆预应力与巷道支护效果的关系研究

通过实验室M-T实验研究,分析锚杆预紧扭矩与轴向预应力的对应关系;利用FLAC3D数值模拟软件对锚杆预应力在巷道围岩中的扩散状态、锚杆预应力与巷道支护效果的关系进行了系统的数值模拟;并通过对试验巷道的现场监测分析,说明锚杆预应力与巷道支护效果的关系。     

赵庄矿大断面工作面巷道锚杆支护现状分析

赵庄矿工作面巷道断面大,沿顶、底板掘全高,给巷道支护带来了极大的困难。通过增大预紧力和护顶面积,有效地解决了这一支护技术难题,是高强度、高刚度、高预紧力锚杆支护体系推广应用的又一成功范例。     

山西西山矿区井下地应力场分布规律

西山矿区是山西省采煤区的重要组成部分,为补充矿区地应力测试空白和研究掌握矿区地应力场分布规律与变化特征,采用小孔径水压致裂地应力测量装置,在西山矿区9个煤矿,完成59个测点的原位地应力测量,从地应力场类型、地应力量级、水平主应力方向以及侧压比等多角度分析表征地应力场分布规律等参量的变化特征,分析矿区煤系沉积岩地层不同岩性岩体水平主应力及侧压比随埋深的变化关系,研究西山煤矿区地应力场分布规律,探究岩性对矿区地应力场分布规律的影响。结果表明:西山矿区主要为中深部矿井,井下地应力场以水平应力为主,构造应力场占绝对主导优势,地应力量级主要为中等水平,低应力水平次之,地应力值随埋深增加而增大,但离散性也非常显著,埋深不仅决定地应力场类型,而且影响地应力量级;水平最大主应力方向呈NW向和NE向,主要为N5°W～N90°W和N6°E～N87°E,约各占50%;正断层带附近水平主应力呈明显增大变化特征,水平最大主应力方向发生扭转,为导致矿区地应力值异常和离散的主要影响因素;最大侧压比为0.80～4.23,其大小与地应力场类型相关,小于1为自重应力场,大于1为构造应力场,超过2水平应力完全占主导地位,平...     

千米深井软岩大巷围岩锚架充协同控制原理、技术及应用

针对煤矿千米深井高应力、软岩大巷围岩强时效大变形难题,以中煤新集口孜东矿软岩大巷为工程背景,根据井下实测数据与支护状况,分析了不同支护方式下巷道围岩大变形、支护构件破坏与失效特征。采用理论计算得出U型钢支架在均布载荷和不同类型集中载荷作用下的垂直反力、水平推力及弯矩,揭示了充填体对提高U型钢支架发挥其承载能力的作用机制;采用数值模拟分析对比了锚网喷、锚网喷+钢管混凝土及锚架充3种支护方式控制围岩变形与破坏的效果,阐明了千米深井软岩大巷锚架充协同控制原理。在引进与自主研发的基础上,形成了包括支护材料与构件、充填材料与系统、自动架棚机、单轨吊巷道锚杆支护平台的锚架充协同控制技术。基于上述研究成果,提出口孜东矿软岩大巷锚架充协同控制方案与参数,并进行了井下试验与推广应用。结果表明,锚架充协同控制技术能够有效控制千米深井软岩大巷围岩大变形,特别是强流变,保持巷道长期稳定。与原支护相比,巷道变形量降低90%以上,同时节约了巷道维护成本,为千米深井软岩大巷围岩控制提供了一条有效的途径。最后,对锚架充协同控制技术下一步研究工作进行了展望。     

锚喷支护软岩大巷混凝土喷层受力监测与分析

针对塔然高勒煤矿总回风大巷软弱、淋水、难维护的困难条件,设计了高预应力强力锚喷支护方案,并采用振弦式混凝土应力计对该方案实施于井下后混凝土喷层的受力状态进行了监测.监测结果表明,喷层内部在轴向、径向和切向会产生应力,外部与围岩表面及先喷混凝土层接触会产生接触压力;3个方向的内应力在时间上呈现波动变化并趋向稳定的特点,在空间上呈现拱顶→拱腰→墙腰逐渐增大、墙脚有所降低,左右对称,分布均匀的特点,在大小上以切向应力最大、径向和轴向应力次之,平均应力值分别为0.517,0.043,-0.059 MPa,在性质上轴向应力以受拉为主、径向和切向应力以受压为主;外部接触压力均为压应力,随时间存在一个先逐步增大后保持稳定的发展过程,空间上沿着巷道断面周边从上往下逐渐增大且左右不对称,在大小上喷层与喷层的接触压力比喷层与围岩的接触压力要小,两者平均值分别为0.266,0.648 MPa.巷道掘进期间,喷层受力小于其极限承载能力,混凝土变形有限,说明高预应力强力锚喷支护技术满足塔然高勒煤矿总回风大巷围岩控制要求.     

动力扰动下深部巷道围岩力学响应FLAC分析

深部巷道具有强烈的动力扰动特征.采用有限差分数值计算软件FLAC(Fast La-grangian Analysis of Continua)对动力扰动下巷道围岩力学响应进行了数值分析.结果表明:动力扰动增大巷道顶、底板的水平应力峰值,并使峰值位置后置;扰动后巷道顶板下沉量及巷道围岩塑性区范围显著增加.原岩应力越大,动力扰动对巷道围岩应力场、位移场及塑性区范围影响就越显著,对于深部高应力巷道,动力扰动可使巷道顶、底板的水平应力峰值达到极高应力状态,并存在大范围的塑性屈服区域,具有发生岩爆的危险.     

巷道围岩的侧下角卸压法

介绍了３种巷道围岩的侧下角卸压法，并分析了卸压机理，合理参数及选用范围。     

金川二矿区高应力碎胀蠕变巷道稳定性数值分析

金川镍矿极其复杂的区域地质背景、特殊的工程地质环境以及碎胀蠕变的岩石力学特性受到国内外采矿工程界和岩石力学界学者和专家的关注.目前,金川矿区已进入深部开采阶段.随着采场开采深度的增加,地应力增大,开采范围扩大,采场地压活动日趋剧烈.巷道支护问题十分严峻.本文以金川二矿区1 178m分段道攻关试验巷道为研究对象进行一系列研究,并采用大型离散元软件3DEC进行模拟分析,对几种支护方案进行数值模拟分析与评价,分析不同支护因素对巷道稳定性的影响程度和不同支护形式对围岩变形控制的优劣,为金川矿区深部巷道支护设计提供理论依据.     

松软破碎井筒综合加固技术研究与实践

潞安屯留矿副井井筒由于所处岩层地质条件差,同时受到附近硐室、大巷施工及围岩变形、破坏的影响,导致井筒破坏严重.采用现场测试、理论分析、数值模拟与井下试验相结合的研究方法,开展了松软破碎井筒变形破坏机理与加固技术研究.研究结果表明:井筒+400 m水平附近厚层软岩基本处于破碎状态,裂隙非常发育,属于典型的松软破碎节理化软岩;井底车场及硐室群开挖后,在副井井筒附近、马头门顶板以上50 m范围内产生了应力集中现象,是副井变形严重的主要原因;井筒下部马头门及硐室围岩变形与破坏,导致井筒出现较大范围的剪切破坏区;注浆与强力锚杆、锚索联合加固是比较适合松软破碎井筒的加固方式.综合加固技术在现场得到成功应用,保证了井筒的长期稳定.