高应力软岩巷道变形破坏机理与控制对策研究

高应力软岩巷道由于地压大、地质条件复杂，预选支护形式往往不尽符合围岩变形、破坏特点。软岩巷道发生底臌及顶板失稳等现象，大多数是由于巷道周边弱支护与局部弱支护造成的。软岩巷道支护是矿山开采等地下工程维护面临的一个技术难题，而巷道底臌又是巷道围岩变形破坏的一种重要的形式。大量实测数据表明，在巷道顶底板移近量中约有50%～75%是由于底臌造成的。严重的巷道底臌,不仅带来了大量的维修工作，增加了巷道的维护费用。分析了高应力软岩巷道局部弱支护机理，阐述了巷道底臌与顶板失稳诱发原因，探讨了软岩巷道的破坏特点和变形规律，提出了一些认识和支护对策，为软岩巷道支护结构设计提供新的参考依据。     

兴安煤矿深部软岩巷道底臌破坏机理及支护对策研究

随着矿井开采深度的不断加大,软岩巷道的大变形、高地压、难支护的问题日益严重,底臌现象已成为软岩巷道围岩变形和破坏的主要特征与形式之一.论文通过研究软岩巷道底臌的力学机理并对底臌机理进行了分类,获取了软岩巷道底臌的主要影响因素;提出了控制底臌的支护措施;在此基础上通过数值模拟优化了支护参数,提出了一种新型控制底臌的支护技术.在复杂的软岩支护中,该技术取得了令人满意的效果,能有效控制巷道底臌.     

复杂围岩巷道底臌治理与监测

大佛寺煤矿主采煤层4#煤底板以铝质泥岩为主的软弱岩体,巷道采掘过程中受多种因素引发巷道底臌。通过分析40110工作面巷道底臌机理、底板物化成分、围岩受力情况,从而确定巷道的底臌类型为复合性底臌。在原支护方案基础上,增强断面顶帮、底角支护强度,底板以泄压槽+底角锚杆联合支护形式进行处理。多种手段动态监测分析可知,支护效果良好,巷道底臌控件在容许范围内。     

深部巷道底臌控制研究与锚注支护实践

为研究深部巷道底臌控制问题,以某矿-1 000 m岩巷为背景,运用岩土数值模拟软件FLAC3D,研究了不同支护方案对深埋巷道底臌的控制效果,通过对比提出了全断面锚注的支护方案,并根据现场实测证明了全断面锚注支护可以有效的解决深部巷道底臌问题。     

下石节煤矿软岩巷道底臌防治技术与应用

针对铜川下石节煤矿软岩巷道底臌问题,通过对巷道工程地质条件进行分析,总结了底臌发生的原因,设计了有效的控制软岩巷道底臌的支护方案,并利用数值模拟软件对支护方案进行了数值模拟分析,最后,通过工程实践证明,此支护方案是有效并且可行的.     

巷道底臌机理的研究

底臌一直是煤矿软岩巷道支护中难以解决的问题之一，但迄今为止人们对巷道底臌的机理尚无统一的认识。只有正确认识了底臌的机理才能建立反映实际的力学模型进行有效的数值计算。在大量现场研究、实验室模型试验和数值计算的基础上，全面讨论了煤矿巷道的底臌特征及其机理，分析了影响底臌的主要因素，为在不同的矿山地质条件下采取有效的防治巷道底臌的措施和进行正确的力学数值计算提供了依据。     

大柳塔煤矿活鸡兔井2~(-2)煤层巷道底臌原因分析及对策

回采巷道底臌历来是困扰煤矿生产的一项重要难题。2~(-2)煤层作为大柳塔煤矿活鸡兔井主采煤层是一个典型的近距离煤层,由于受到临近煤层和本煤层采动影响,很容易发生巷道底臌。根据2~(-2)煤层地质构造、巷道底板岩性等内部因素以及巷道的支护方式、强度及水理作用等外部因素分析了该煤层巷道底臌的原因,并在此基础上提出了巷道底板防治水为前提,帮顶加强支护+底锚杆加固、帮顶加强支护+混凝土浇筑底板、帮顶加强支护+混凝土浇筑+单体支柱的三种防治底臌措施。     

软岩巷道底臌的综合治理

对软岩的概念、工程特性和软岩巷道底臌机理进行了阐述，并根据我国软岩矿区的有关资料，提出综合治理、联合支护、长期监控，因地制宜是治理软岩巷道底臌的有效途径。     

大断面回采巷道层状底板底臌机理及其防治对策

为研究大断面回采巷道底臌机理并寻求控制底臌的有效对策,通过对大断面回采巷道层状底板底臌机理进行理论推导,提出该类底板底臌的预测方法。结果表明:随着回采巷道底板断面的增大,岩梁的临界应力逐渐减小,更易失稳破坏;在水平力的作用下,几乎所有大断面回采巷道均受到底臌的威胁;随着巷道宽度的增加,底臌量大致呈线性增加。同时对巷道一般支护、加固巷道帮角和顶板及在加固巷道帮角和顶板的基础上安装底板锚杆的3种支护方案分别进行数值模拟,发现加固巷道帮角和顶板的同时安装底板锚杆可更好的防治底臌。     

软岩巷道底臌机理分析及防治技术探讨

软岩巷道底臌防治技术是软岩巷道支护中的一项技术难题。陕西彬长矿区大佛寺矿在对矿井大巷底臌机理进行分析的基础上,提出了底角锚杆+底板注浆+底板锚索耦合支护技术方案,在实践中取得了良好的支护效果,为软岩巷道底臌防治提供了宝贵的经验。     

Controlling floor heave of extraction opening by reinforcing sides and roof

Introduction The study of floor heave control has been focused on the floor rock for a long time, many control meas-ures are applied in the practice, for example, floor an-chor, floor grouting, concrete concave crown, floor dissection etc. These measures can control floor heave to a certain extent, but construction is complicated, and the cost is very high. On the basis of analysis of influence each other of deformation and stress of every parts of surrounding rock, the new way that roof, side…     

巷道两帮强度对底鼓控制的影响

通过理论分析,建立了不同煤岩条件下巷道两帮位移与底鼓的力学模型;运用数值计算软件UDEC模拟了两帮煤体不同强度条件下巷道底板变形破坏特征,结果表明:巷道两帮煤体强度与底鼓量之间成反比关系。在此基础上提出加强回采巷道两帮煤体支护强度控制两帮位移量来减小巷道底鼓量围岩控制思想,现场工业性试验结果表明,该围岩控制技术能有效的控制巷道底板变形。     

拓扑优化方法防治底,帮臌

软岩巷道的底、帮臌是未能很好解决的问题． 锚杆加固、注浆加固是维护巷道的主要方法． 将加固后的岩体看成人工支护材料, 在此基础上提出用拓扑优化方法防治巷道的底、帮臌．该方法在给定的人工支护材料的情况下, 通过材料的分布函数确定在适当的地方加强岩体, 从而使巷道的底、帮臌最小． 实现了计算机辅助设计巷道． 最后给出３ 个算例, 从算例中可以看到底脚加固对防治底臌有重要作用, 这一点在实践中已得到证实．     

膨胀软岩巷道底鼓机理与耦合支护技术研究

巷道底鼓是造成巷道变形破坏的常见形式之一,是制约矿山安全高效生产的重要因素和关键难题,这一问题在深部开采和复杂地质条件下的矿山中尤其严重。针对高地应力破碎膨胀软岩条件下的巷道底鼓进行了研究,分析了巷道底鼓的机理,建立了复杂条件下复合型底鼓的力学模型,根据动压理论推导了巷道底板塑性区范围及底板压力的本构方程。通过矿山实例,提出了锚杆锚索耦合支护设计方案,并利用FLAC－3D软件对巷道支护的稳定性进行了数值计算。研究结果表明,对巷道底板塑性区域内的滑移体进行关键部位加强支护,可以有效控制巷道底鼓的发生和发展。     

深井软岩破碎巷道底臌原因及处置技术研究

根据顾北煤矿南翼(11-2)胶带机巷道工程实际,依据长期的现场调查和变形监测,对顾北矿区深井软岩破碎巷道底臌影响因素、特性进行了分析,得出了底臌主要原因,认为底臌主要是由于巷道底板处于敞开状态而成为巷道变形和应力释放的主要场所,软弱破碎的围岩在地应力作用下挤压流入到巷道内,形成较大的挤压流动性底臌。在此基础上,提出了采用混凝土反拱地坪、深浅孔注浆、高预应力组合锚索的针对深井软岩破碎巷道底臌综合处置技术,同时研制开发底板锚索钻机,解决了底板组合锚索孔施工的困难。现场的跟踪监测表明,该技术能有效治理底臌还能加强两帮稳定性。     

泥岩顶底板回采巷道底鼓机理及控制技术

针对官地矿泥岩顶底板巷道的底鼓控制难题,分析了软岩巷道的底鼓特征,阐述了底鼓的影响因素。在此基础上,结合当前煤矿常用的底鼓治理方法,确定了顶底帮一体化治理的方案。现场应用表明,33423回采巷道的底鼓得到了有效治理,治理后的最大底鼓量仅为0.4 m,为煤矿正常生产提供了保证。     

基于钢筋砼支柱的内错瓦斯尾巷底臌控制机制

为解决高瓦斯综放工作面内错瓦斯尾巷强烈底臌问题,采用现场实测、理论分析及相似模拟的方法揭示了底臌机制,并据此提出针对性的控制方法。结果表明:在支承压力作用下,底板两侧煤体发生剪切破坏,导致底板被切割为三角区,并在下侧塑性区挤压下抬升形成整体"一"字形底臌;受采动应力的强烈影响,两帮松动圈不断扩大,巷道有效跨度增加,巷帮下底板相继出现新的剪切滑移面,使更多底板煤体参与底臌,导致底臌量不断攀升。基于内错瓦斯尾巷底臌机理及其对支护方面的特殊要求,研发了新型大底座钢筋砼支柱,通过其"控底-助帮"作用实现底臌控制。即沿尾巷轴线布置一排钢筋砼支柱,将顶板荷载传递致底板中央以对其施加反向约束,继而减轻两帮载荷,抑制巷帮松动圈范围扩大,最终实现底臌控制。该控制方法应用于阳煤集团二矿80704综放工作面内错尾巷,成功维护了底板稳定。     

五阳矿厚煤层巷道底鼓机制及控制研究

针对五阳矿76#-2厚煤层专用回风巷道底板经常发生大变形破坏,通过研究厚煤层巷道底鼓机制及控制原理,提出对厚煤层巷道底板进行中、深部加固的治理思想控制底鼓.采用FLAC3D模拟了不同支护方法对底板的作用,研究表明:底板无支护,底板变形量为1.3～1.6 m,在采动应力扰动下,底板破坏范围将逐渐增大;采用锚网浆支护,底板塑性破坏区相应减少,但受到应力扰动的影响,底鼓量为0.7～1.0 m,仍不能满足生产需要;采用高强度锚索束分区注浆及混凝土条块耦合支护(锚混凝土浆支护),底板围岩塑性区明显缩小,底鼓量仅为0.24～0.38 m,达到控制底板变形的要求.通过对锚混凝土浆支护方法进行工程试验,结果表明:巷道两帮收缩量226 mm,底鼓量283 mm,分别减少了56.5％,83.4％,有效控制了厚煤层巷道底板的较大变形.     

深部软岩硐室底臌治理优化研究

 底臌作为深部硐室围岩变形与破坏的主要方式,一直是煤矿深井开采及其他地下巷道工程中难以解决的问题之一,如何有效地控制底臌成为硐室支护中首要考虑的问题。研究从底臌治理优化研究着手,根据深部矿井高地应力硐室的地质赋存特征,结合淮南地区某矿-848m水平硐室地质条件,提出一套科学有效的技术措施,运用UDEC3.1离散单元法分析软件,建立底板加固的数值计算模型,通过对四种方案巷道周边塑性区分布、位移场等的分析对比,得到了较为易于维持巷道及底板稳定的底臌治理优化设计方案。     

高水平应力巷道连续“双壳”治理底臌实验研究

基于深井工程软岩巷道严重底臌这一状况,以河北陶二煤矿扩大区北大巷条件为工程背景,对连续"双壳"如何有效控制深井软岩巷道底臌进行了实验研究。通过现场地应力测量、解算,确定了巷道围岩应力状态,采用自行设计的双向加载试验台,进行深井软岩巷道不同侧压系数时底板围岩变形失稳特征的相似模拟实验,得到底板位移场变化规律及围岩应力分布状态。模拟实验结果表明:底板连续"双壳"加固巷道底臌量较原支护巷道平均减小53%;底板浅孔注浆(浅部壳体)提高岩体承载能力,深孔锚索束注浆(深部壳体)扩大岩体承载范围,浅深壳体共同承载、协同变形有效控制了底板围岩稳定。最后揭示了连续"双壳"治理底臌机理。