秀山矿边坡断层破碎带区域变形破坏模拟分析

秀山矿采场边坡受断层破碎带影响,在开拓延深过程中形成了较大的楔形体,通过对秀山矿采场工程地质条件和岩体性质进行详细实地勘察,深入了解断层破碎带边坡变形破坏机理。在此工程的基础上,建立滑移—弯曲式倾倒变形力学模型,进行室内单轴抗压试验,并采用Rhino6.0—FLAC3D6.0高精度耦合建模方法,对采场整体以及楔形体倾倒边坡进行数值模拟稳定性分析。研究结果表明：断层破碎带边坡形成的楔形体弯曲倾倒破坏现象存在发生变形的临界坡长;西采场边坡的上下盘岩性较为完整,边坡开挖过程中,断层、节理等破碎结构面容易张开发育贯通形成大的滑裂面;随着采场开拓延深,西采场北帮受断层破碎带影响,变形区域由局部变为整体失稳。     

微震动爆破技术在软弱松散围岩中的应用

隧道开挖爆破的震动效应对围岩的破坏和稳定危害很大，亦成为软弱松散断层破碎带爆破施工中控制围岩稳定和施工安全的主要因素，在破碎软弱松散围岩爆破施工中如保最大限度的将爆破震动效应控制在最低限度，确保围岩稳定，安全施工，加快工期，提高效益是施工中的关键问题。宝兰二线广武隧道开挖中应用微震动控制爆破技术，安全顺利的通过了150m的Ⅰ类围岩软软弱松散断层破碎带，取得了较满意的效果和一定的经济效益。     

富水断层破碎带对隧道围岩稳定性的影响

为研究富水断层破碎带对隧道围岩稳定性的影响,以吉莲高速公路永莲隧道工程为背景,对其穿越断层破碎带的一段区域进行变形破坏数值模拟研究,并在此基础上,分析了断层破碎带厚度、倾角以及水头压力对围岩变形的影响。研究结果表明:随着隧道向前推进,掘进工作面岩体位移将在与破碎带间隔距离为9 m时开始呈"瀑布式"增长,而掘进工作面前方岩体松动圈则会在间隔距离6 m时与断层破碎带松动区相连,出现导水裂隙通道,引发突水灾害;隧道掘进工作面靠近破碎带时,其最大纵向位移与破碎带厚度关系不大,而与破碎带倾角和水头压力分别呈指数衰减和线性关系;隧道在破碎带内开挖产生的最大位移分别与破碎带厚度、倾角以及水头压力呈指数衰减、抛物线和线性关系。     

湘江过江隧道破碎带地段施工的弱爆破开挖

湘江过江隧道埋深较浅,顶部覆土较薄,且承受江水的巨大压力。在其破碎带地段由于岩石断层、破碎等原因往往造成隧道施工困难,危险系数大,易诱发透水、塌方等事故。介绍了该过江隧道破碎带地段弱爆破开挖法的实施方案,及爆破参数和安全防护措施。     

大跨度断层破碎带隧道进洞施工技术总结

当大跨度隧道处于断层破碎带中或与断层破碎带呈小夹角大范围重合时,针对复杂的地质条件,必须采用多种形式的加强支护和采取以"小断面、短进尺、支护紧跟、监测频率增大"为主旨的开挖掘进方法,充分贯彻新奥法施工的基本原则,才能体现现代化施工"以人为本、以安全、质量保证效益"的理念.介绍了中铁十四局集团有限公司承建的省道仲临路改建工程中璞丘岭隧道在断层破碎带进洞的施工技术.     

双侧壁导坑法开挖小净距大断面软岩隧道施工控制

对于大断面软岩隧道施工,常规的台阶法开挖,极易造成拱顶大面积暴露、松动导致坍塌。小净距隧道开挖由于爆破产生的地震波的影响,先行洞衬砌拱顶主要为横向拉伸破坏,容易出现纵向拉伸裂纹;迎爆侧边墙衬砌呈现先拉伸后压剪破坏;仰拱拉伸破坏。针对该类情况采用双侧壁导坑法施工,双侧壁导坑法开挖断面能最大限度地保证施工安全。     

高原地区隧道工程中穿越破碎围岩的施工技术

以青海省果洛州大武至久治(省界)公路扩建工程DJ16标夏德尔隧道破碎围岩施工为例,介绍了破碎围岩预注浆加固处理,初期支护施工加强的质量控制,以及开挖进尺、安全距离的控制,并确保开挖过程中开挖面不坍塌,初支不换拱。     

块体理论赤平解析法的节理裂隙岩体破坏预测分析

杏山铁矿区域的节理裂隙比较发育,且具有F9断层等大构造,分析巷道开挖围岩稳定性非常必要.在区域工程地质条件和结构面调查研究基础上,运用块体理论赤平解析法分析了巷道开挖面在F9断层、优势节理面J1和J2的影响下形成的可动块体,并对可动块体的滑动形式进行了研究.可动块体及滑动形式的研究,为巷道围岩失稳预测及其支护提供了理论...     

岩爆分类与预测分析

在分析前人岩爆分类的基础上,根据岩爆发生时岩体的破坏形式将岩爆分为松弛型和爆脱型,从岩爆烈度来看,前者属于轻微、中等岩爆,后者应归于强烈或极强等级.另外根据应力状态还可将岩爆分为构造应力型、垂直应力型和混合应力型.通过齐热哈塔尔引水隧洞施工支洞施工过程中的岩爆现象进行验证与对比,认为该分类方案有较好的实用性.在分析总结已发生岩爆的基础上,对引水隧洞的主洞进行了预测.提出在断层带和节理裂隙密集带发生的岩爆有可能会使断层带内物质和节理较发育岩体发生结构性失稳,从而造成较大规模的破坏.因此,在较大规模的断层带的下盘或者节理较发育的岩体两侧发生岩爆的可能性较大时,需要对断层带和节理较发育的岩体进行预处理,并且应区分岩爆破坏和岩爆诱发大规模破坏的特征,依此提出处理方案.     

多波工程地震仪在隧道超前预报中的应用

在介绍多波工程地震仪基本原理的基础上,结合隧道工程探测实践,对其在软弱岩层、断层破碎带等超前预报中的应用进行了分析,得到了与开挖后实际结果比较一致的结论.为隧道安全施工和支护措施变更、优化提供了依据.     

近断层巷道开挖稳定性分析与支护技术

为研究近断层巷道开挖稳定性及其合理的支护措施,以安里煤矿回风大巷为工程背景,采用FLAC3D对其开挖过程中FD49断层破碎带前后方围岩的应力场、变形场、渗流场以及塑性区进行了系统的分析,并在此基础上研究了锚杆排间距以及注浆加固范围对巷道围岩变形破坏特征的影响。结果表明:近断层巷道围岩越硬,其在靠近富水断层破碎带时的突水变形前兆特征就越不明显,因此,需在预留一定防突厚度的情况下对断层破碎带进行提前疏水降压处理;当巷道开挖揭露断层破碎带后,应对断层破碎带围岩进行注浆加固以及锚喷支护,其中,注浆加固范围宜取3~5 m,锚杆长度和间排距则可选2.4 m和0.8 m。     

乌鞘岭隧道大变形围岩松动圈测试与分析

隧道工程施工期围岩松动圈的测试与判定,对于施工支护设计具有重要作用。地震折射层析法是测试围岩松动圈的较为有效的方法。通过对乌鞘岭隧道大变形围岩松动圈测试与分析,明确了乌鞘岭隧道穿越F7断层带地段的围岩松动圈范围,指导了该段隧道的开挖支护施工。     

铝土矿山平巷施工中的管棚超前支护

在某铝土矿山井建平巷开挖掘进施工过程中,碰到一个约60 m宽大断层破碎带,围岩自稳能力差,施工不当就会引起冒顶等垮塌事故,严重影响施工安全和施工进度。采用工作面超前钻探,针对软弱破碎带采用小管棚超前支护可以保证巷道顺利的掘进。详细介绍了该段巷道掘进中管棚支护设计参数与施工要求,工程历经2个多月,顺利通过该破碎带。     

高地应力双隧道施工围岩应力变化规律数值模拟研究

以云县至凤庆高速公路隧道开挖工程为研究对象,采用数值分析和相似模拟相结合的手段,对其处于不同埋深岩层围岩变化规律展开研究。为保证隧道开挖施工安全,分别对隧道拱顶围岩压力、拱腰围岩压力以及上方围岩压力进行监测。基于监测数据分析围岩应力变化规律,明确了隧道开挖对其拱顶上部岩层影响程度和拱腰不同位置岩层应力在应力释放阶段所表现形式。研究表明,拱腰围岩竖向应力在左右隧道开挖整个施工阶段,应力变化曲线主要可分为3种类型,逐渐增大最终趋于稳定型、先增加后快速下降再缓慢增加型和先增加后快速下降至0型;根据拱顶及拱顶上方岩层竖向应力曲线,可将隧道拱顶上方岩层分为3种状态,拱顶上方0~50 m应力释放“高影响区”,拱顶上方50~150 m岩层属于应力释放“次影响区”,拱顶上方150 m以上岩层属于应力释放“缓影响区”。     

富水弱胶结软岩巷道围岩变形破坏特征分析

弱胶结软岩巷道围岩稳定控制是煤矿安全生产需要解决的一个技术难题。为研究弱胶结软岩巷道围岩的变形破坏特征以及合理的支护技术,以色连二矿12307巷道为研究背景,考虑采空区积水下渗对弱胶结软岩强度的影响,采用FLAC^3D对“锚杆索网”以及“钢筋网+全锚索+混凝土地坪”两种支护方案下弱胶结软岩巷道的应力、变形、塑性区等分布特征进行了数值模拟分析。研究结果表明,常规“锚杆索网”联合支护下富水弱胶结软岩巷道很难维持自身的稳定,其围岩变形量以及破坏范围将随着巷道的向前开挖而持续增长,最终在顶板、底板、两帮出现的最大位移分别为630、410、155 mm,而塑性区深度则可达5.9、4.0、6.0 m。而“钢筋网+全锚索+混凝土地坪”联合支护下,富水弱胶结软岩巷道则在巷道开挖后会迅速保持稳定,并且其在顶板、底板、两帮出现的最大位移分别为37.0、31.2、9.8 mm,塑性区深度仅为2.0、1.5、1.1 m。应用表明,采用“钢筋网+全锚索+混凝土地坪”联合支护能够有效控制富水弱胶结砂质泥岩的泥化现象,有利于巷道的掘进与使用安全。     

三山岛金矿新立矿区西南翼破碎岩体稳定性控制数值模拟研究

三山岛金矿新立矿区属破碎带蚀变岩型特大型金矿床,区内构造主要为断裂构造。通过现场工程地质调查发现,现有支护条件下,巷道围岩会产生楔形体冒落、层状节理复合破坏和沿软弱夹层(断裂带)塌落破坏三种破坏模式;确定巷道变形破坏的主要影响因素为围岩成分及其结构构造、地下水、地压显现类型和巷道周边采掘震动。基于上述研究结果确定采用锚网喷支护方法对研究区域岩体进行支护,并给出支护方案A和B;选取-240m一中段进行建模,应用FLAC~(3D)数值模拟软件分析无支护、支护方案A和支护方案B三种条件下围岩应力、位移和塑性区分布特征,发现支护方案A和B均能够有效控制围岩变形破坏,但方案A较方案B成本低,即方案A为合理支护方案,可用于现场工程实践。     

深部高应力硐室围岩稳定性分析

针对深部高应力条件下硐室围岩变形严重、围岩稳定性差的问题,采用现场调查、试验研究和数值模拟等方法,分析了硐室围岩变形破坏特征和围岩变形机理,对硐室围岩矿物成分进行了分析,模拟了相邻硐室和巷道开挖对硐室围岩的扰动影响,对硐室围岩进行了松动圈窥视探测,确定了硐室支护方案。结果表明,新的支护方案提高了硐室的安全稳定性,硐室支护效果良好。     

火成岩复杂地质环境巷道交岔点成套施工技术

马钢集团姑山矿为典型的火成岩复杂地质环境，传统支护不能满足巷道的稳定要求；为采取合理的开拓与支护方案，对后和睦山矿段-300 m水平车场马头门南迎头N14交岔点进行了针对性研究，决定采用导硐施工方法，根据现场地质特点及锚网喷、锚注、锚索支护机理，采用锚网喷进行一次柔性支护，锚注与锚索联合进行二次加强支护的复合支护方案，取得了良好的技术效果与经济效益。研究结果表明，对于扰动较大的交岔点施工应及时进行柔性让压支护；对于破碎、易膨胀性围岩应及时进行封闭处理；对于大断面巷道或大松动圈围岩应进行锚注与锚索联合加强支护。     

断层带软弱围岩变形特征及支护优化研究

断层附近软弱围岩变形特征的研究对于巷道支护优化和防止围岩大变形具有重要意义。本文以河南城郊煤矿为工程背景,对二水平西翼轨道大巷在掘进过程中断层带围岩表面位移、顶板离层、围岩松动圈分布进行了现场监测。结果表明:在巷道掘进卸压作用持续影响下,断层构造应力逐渐减弱,巷道变形速度随着掘进面的推进先增大后减小,断层带内巷道变形的主要作用力来自断层构造应力;深部围岩受断层构造的影响较大,裂隙较为发育,顶板处于不稳定状态,浅部围岩由于巷道开掘卸压离层量较小。断层附近松动圈受断层构造作用较大,围岩顶板出现大松动圈。本文结合地质条件和现场监测结果提出了U形钢与锚网索相互配合的支护优化方案。     

沿空留巷巷道围岩变形破坏特征及影响因素研究

为了研究沿空留巷巷道围岩变形破坏特征及影响因素,采用理论研究、数值模拟和现场实测相结合的方法,研究了沿空动压巷道围岩结构分类、沿空动压巷道围岩变形破坏特征以及围岩变形破坏影响因素。研究得出:巷道围岩层位的物理力学性质与护巷煤柱侧开挖空间的差异,把沿空动压巷道分为8个类型;围岩破坏主要集中在岩性较弱的巷道顶板以及护巷煤柱侧;影响巷道稳定性的主要因素有巷道开挖顺序与布置、构造应力、巷道支护、两次动压。研究对沿空动压巷道在采动影响下的围岩控制技术和破坏失稳机理提供了技术支持。