岩爆灾害控制的动静组合支护原理及初步应用

 目前岩爆支护理论研究以岩石准静力学理论为基础,存在一定局限性。从围岩结构效应的角度,分别探讨外界扰动和岩爆围岩本身诱发岩爆的动力学机制,外界扰动易在围岩破裂区和弹性区交界处发生应力波反射拉伸破坏,岩爆是满足一定条件下围岩内部自稳时变结构调整的过程,提出岩爆支护的结构时变控制原则。现有支护措施下岩爆动力学破坏特征表现为洞室表面岩体层裂剥离造成锚杆托板悬空,基于此,进一步提出岩爆灾害控制的动静组合支护原理,相应提出预留锚固方式、动静组合锚杆等关键技术,强调锚杆可伸长构件应设置在围岩体内部破裂区和弹性区边界附近,从而给应力波扰动破坏的弹性区岩石提供扩容变形空间,同时,锚固的杆尾能对层裂岩石提供补强作用。通过深部矿井岩爆巷道的现场初步应用,该支护技术能取得良好的防治效果。     

综采工作面回撤通道顶板结构及支护技术

以显德汪煤矿1199综采工作面为例,对综采工作面回撤通道顶板结构进行分析研究,并对回撤通道支护进行优化设计.结合现场情况对架棚支护方案和锚网索联合支护方案进行分析比较,运用离散元数值计算程序UDEC4.0对2种方案支护效果进行对比,确定采用锚网索联合支护方案.实践表明:锚网索联合支护方案劳动强度小,安全系数高,支护效果良好,为安全高效的撤除、搬运支架奠定坚实的基础,为其他工作面实现快速回撤安装提供借鉴意义.     

双向等压圆形巷道塑性区径向位移时变解求解及岩爆防治分析

采用时变理论,分析了圆形巷道在双向等压载荷作用下围岩弹性区和塑性区随时间变化的力学过程。通过建立圆形巷道平面应变模型,采用弹性区和塑性区双线性本构方程,求解得到了巷道的弹性时变解、弹塑性时变解、塑性区径向位移时变解。结果表明：塑性区边界移动速率较大时,塑性区内岩体径向位移随时间而增大;巷道半径越大,则相同时刻塑性区内岩体径向位移越大。岩爆的时间效应实质上是围岩塑性区径向位移达到了临界塑性软化深度,为防治岩爆的发生,应尽量减小塑性区径向位移。塑性区径向位移的时变解对于岩爆的防治提供了新思路。