基于松动圈测试技术的巷道支护方案设计

巷道围岩松动圈的大小是评定围岩稳定性和确定锚杆长度的重要依据,对双柳煤矿3306工作面回采巷道进行围岩松动圈测试,得出了该工作面松动圈范围。根据松动圈测试结果、巷道围岩松动圈支护理论及我国缓倾斜、倾斜煤层回采巷道围岩稳定性分类方案,最终确定了合理的巷道支护方式及参数,对类似地质条件下的巷道支护设计具有借鉴意义。     

基于松动圈理论的充填体下巷道顶板安全厚度和支护方式

 为安全高效回采冬瓜山铜矿盘区隔离矿柱,在充分利用矿山已有巷道工程的前提下,仍需在盘区采场充填体下开挖新的出矿巷道.基于松动圈理论,利用单孔声波检测仪测量巷道围岩松动圈范围,为确定充填体下开挖巷道的顶板安全厚度、选择巷道支护方式提供依据.现场测试表明,冬瓜山铜矿-760和-790m巷道的围岩松动圈为0.8~1.3m.根据圣维南局部效应原理,结合工程技术人员的实际经验,最终确定采场充填体下新开挖出矿巷道的顶板安全厚度为4m.此外,通过松动圈测定和工程借鉴,确定新开挖巷道支护采用喷锚支护,局部破碎地方采用喷锚网联合支护,经理论计算和现场实测,总结出新开挖出矿巷道顶板锚杆长度选取2.2m、锚杆网度选取1.0m×1.0m时,能够安全经济地控制巷道松动圈.     

沿空掘巷锚网梁索联合支护技术

本文结合沿空掘巷支护特点,通过数值模拟分析确定了山脚树矿21128回风巷合理煤柱的留设宽度为7 m.采用钻孔岩层结构探测技术手段对巷道围岩松动情况进行探测,确定了巷道松动圈影响范围一般在2.2 m左右,为支护方式的确定和支护参数优化提供了实际依据,提出了锚网梁索支护方案.通过FLAC3D有限差分软件分析和工程监测结果表明,巷道围岩变形在安全生产允许范围内,顶板离层较小,巷道围岩得到了有效控制.     

金川矿山深部巷道围岩松动圈厚度测试与分析

为了分析金川深部巷道底臌形成过程以及支护对巷道稳定性的影响,运用声波单孔探测法,使用水做耦合剂,对巷道围岩松动圈进行测试。根据测出的深度-孔深曲线和各测孔漏水情况得出3个断面松动圈厚度以及围岩破碎程度。研究结果表明:初次支护设计对围岩松动圈有重要影响,巷道开挖支护一段时间后,松动圈厚度趋于稳定,返修后巷道围岩松动圈厚度不会有很大变化。巷道顶板和底角的围岩松动圈比两帮的厚,特别是底角处的松动圈较厚,在巷道两帮传递的集中应力的作用下,易发生破碎与移动,对于巷道围岩稳定性也有较大的影响。因此,使用锚索或者长度大于2.5 m的锚杆支护顶底角,对于延长巷道使用期限、减少返修周期具有重要意义。     

深部巷道围岩松动圈厚度测试及支护体变形机制分析

基于声波测试技术对金川二矿区深部巷道围岩松动圈进行了现场测试,通过对测试结果进行的分析和研究,得到了金川深部巷道围岩松动圈厚度的基本特征.借助FLAC3D数值分析程序建立了随机裂隙网络模型,分析了金川深部矿区巷道围岩塑性区发展规律.结合现场围岩变形收敛规律及支护体变形特征,基于喷锚网支护体与巷道围岩相互作用的力学机理,研究分析了金川深部巷道双层喷锚网支护结构的变形机制.     

未确知聚类方法及其在松动圈厚度预测中的应用

 对未确知聚类方法进行优化,并将其应用于巷道围岩松动圈厚度的预测之中.结合巷道矿压显现特点和松动圈支护理论,选取巷道埋深、巷道跨度、围岩强度、围岩节理裂隙发育程度和巷道掘进断面积5个主要影响因素作为松动圈厚度的判别指标.利用17组实测数据确定松动圈厚度的分类模式和各判别指标的单指标测度函数以及指标权重,给出了松动圈厚度预测值的计算公式.基于预测对象的多指标综合测度,通过未确知测度距离判断预测对象松动圈所属的分类等级,结合各分类模式下样本松动圈厚度的均值计算松动圈厚度的预测值.经计算检验,该方法预测样本集松动圈厚度的平均相对误差为5.13%,而用神经网络方法和支持向量机方法预测该样本集松动圈厚度的平均相对误差分别为13.61%和10.17%.为进一步检验该方法的可靠度,将其应用于马路坪矿某巷道松动圈的预测中并将预测值与实测值做了比较.结果表明,采用该方法得出的预测值和实测值基本吻合.可见该方法是可靠实用的,可以在实际工程中推广应用.     

利用松动圈原理确定锚杆支护参数的方法

介绍了巷道(隧道)地下工程围岩松动圈支护理论并以此为依据确定了锚杆支护参数的方法.工程实践表明,用巷道围岩松动圈支护理论确定锚杆支护参数,支护效果好,又降低了工程造价,加快了施工速度,具有良好的推广价值.     

松树镇煤矿巷道锚网索支护方案优化

为了解决松树镇煤矿深部巷道支护情况优化问题.采用数值模拟的方法对支护方案进行分析,设计了优化支护方案.对巷道锚杆工作阻力及巷道表面位移进行监测,对巷道围岩松动圈进行测试,研发了适合松树镇的煤矿深部巷道支护技术.该成果对研究巷道锚网索支护方案优化的研究具有一定的参考价值.     

榆家梁矿煤巷锚杆支护参数研究

根据煤巷锚杆支护参数设计中存在的问题,结合榆家梁矿的巷道布置具体情况,通过理论分析和现场试验,提出了适合煤巷特点的锚杆合理支护参数设计方法,即"地质力学评估—数值模拟—初始设计—现场观测—修改设计"的设计方法。现场实际测得松动圈范围,分析了巷道围岩情况及其松动圈规律,通过理论分析和现场试验,设计了合理的巷道锚杆支护参数,经过现场试验分析,锚杆有效的控制了巷道的变形破坏。取得了较好的应用效果。     

大变形软岩巷道2次耦合支护参数优化

山东省菏泽市彭庄煤矿西翼-500 m水平行人大巷属于典型中深部软岩巷道,由于支护对策不合理导致围岩变形破坏剧烈。为了得到围岩的变形规律及破坏机制,进行矿压监测、松动圈探测、围岩物理力学参数测试、地应力测试等研究,并提出2次耦合支护方案。为进一步研究2次耦合支护力学机制,对初次支护和2次支护后围岩塑性区与应力分布特点以及初次支护后10~60 d内进行2次支护围岩变形规律进行数值模拟分析。研究结果表明:2次耦合支护能有效控制围岩塑性区的发展,改善应力分布状态,最佳2次支护时间为巷道初次支护后的30~40d。2次耦合支护能有效控制围岩稳定,减小围岩变形,能为类似软岩巷道支护工程提供一定的参考。     

湖西矿首采综放面巷道围岩变形实测研究

本文对湖西矿井首采综放面锚杆支护巷道围岩变形实测结果进行了较为详细的分析。分析结果表明:工作面超前支承压力影响范围为80m左右,明显影响区为31～37m,剧烈影响区为21m;巷道围岩整体变形量不大,锚杆支护参数较为合理。实测结果为相似条件下巷道围岩变形控制提供了参考,为本矿其它工作面开采积累了经验。     

缓倾斜倾斜煤层回采巷道断面选择研究

以石炭井一矿５＃煤层上分层回采巷道为例，对缓、倾斜煤层回采巷道的４种断面形式进行了有限元模拟分析，指出了缓、倾斜煤层和近水平煤层中，回采巷道的应力、应变分布及塑性破坏特征。提出了缓、倾斜煤层回采巷道的合理断面形状和支护方式，为工程设计和实际应用提供了科学依据。     

探地雷达在松动圈确定与巷道支护参数优化中的应用

巷道围岩松动圈的大小影响着巷道的变形及施工人员的人身安全.对煤矿而言,收集某一采区的松动圈实测值,对相似采区巷道的采掘有很好的指导意义.采用探地雷达测定王楼煤矿15121轨道顺槽围岩松动圈的大小,应用FLAC3D软件模拟验证,分析了探地雷达用于探测巷道围岩松动圈的科学性,预测了松动圈的发展,很好地应用于指导支护参数的优化.     

高地应力软弱围岩松动圈测试研究

围岩松动圈范围是评价围岩稳定性的重要参数之一,本文结合高地应力软弱围岩武都隧道工程实例,采用声波法对隧道围岩松动圈进行了测试分析,获得了隧道掌子面附件断面松动圈的分布范围;基于测试结果,为围岩松动圈支护参数的确定提供了数据和指导。     

基于统一强度理论的巷道围岩松动圈计算方法

针对不同强度准则计算松动圈的适用性问题,基于围岩弹塑性理论,采用统一强度理论推导了巷道围岩松动圈理论计算公式。依托实际工程,采用Mohr-Coulomb准则、Hoek-Brown准则和统一强度理论对巷道围岩松动圈厚度进行理论计算。将理论计算结果和现场测试结果进行对比,发现基于Mohr-Coulomb准则计算松动圈厚度大于现场测试结果,基于Hoek-Brown准则计算松动圈厚度小于现场测试结果,同时二者的理论计算厚度与现场测试结果相差较大。而统一强度理论计算松动圈厚度和现场测试结果比较接近。因此,统一强度理论适用于巷道围岩松动圈理论计算。     

基于SMP准则的巷道松动圈计算及数值模拟研究

为了研究巷道开挖后巷道周边应力分布特征及松动圈半径的大小,根据SMP准则探讨了松动圈形成的力学机理,提出了松动圈半径的计算公式,并应用数值模拟的方法得出了巷道围岩应力、位移、破坏的分布特征。结果表明理论分析与数值模拟的结果是一致的,对井下支护设计具有借鉴意义。     

某矿大断面运输巷道支护技术

针对大断面运输巷道变形严重难以控制的问题,以某矿山520中段回采巷道为工程背景,采取现场考察巷道变形破坏形态与松动圈声波测试,室内进行岩石物理力学参数测试以及理论计算分析.结果表明:该矿巷道围岩稳固性差,岩性复杂,矿山地质环境中等,松动圈范围为1.4～1.6 m,属于大松动圈Ⅳa类岩石.基于上述研究,针对巷道穿过不同地...     

深部高应力破碎软岩巷道支护技术研究及其应用

针对深部高应力破碎软岩巷道围岩变形量大、变形剧烈、底臌严重、流变性强、支护难等特点,基于巷道围岩松动圈地质雷达探测、收敛变形监测等地质力学测试技术,揭示深部高应力破碎软岩巷道变形破坏特征;采用数值模拟技术手段,从围岩强度特性、流变特性、巷道断面形状、软岩巷道群开挖相互影响、支护设计这5个方面分析深部高应力破碎软岩巷道变形破坏机理。针对安徽省淮南市朱集西矿深部开拓巷道特征与工程地质条件,提出"锚网索喷+U型钢支架+注浆+底板锚注"分步联合支护技术方案;基于大型三维模型试验系统,验证分步联合支护技术方案的可行性;采用FLAC 3D研究分析不同支护方案的支护效果,模拟验证分步联合支护方案的合理性。研究结果表明:分步联合支护技术方案有效地控制了深部高应力破碎软岩巷道的大变形与底臌,保证了巷道围岩与支护结构的长期稳定及安全。     

深部侏罗纪软岩巷道支护对策

为研究软岩巷道的支护技术,确保巷道稳定和正常使用,采用X射线衍射荧光光谱仪对三水平回风石门围岩进行了岩性组分分析,应用钻孔探测方法测出了围岩松动圈范围和裂隙分布区域.针对围岩岩性、松动圈范围和巷道所处的应力环境等因素,支护形式确定为初次柔性支护即锚网喷支护与预应力锚索支护,二次支护用高强度支护即锚索与全断面锚注加固组成的复合支护结构.工程实践结果表明:支护1个月后,顶底板及两帮移近量在30~35 mm范围内;累计观测75 d后,顶底板和两帮移近量均控制在45 mm以内,围岩变形量较小,保证了巷道的稳定和正常使用.     

近距离煤层内错式开切眼合理错距的研究

为探究近距离煤层内错式开切眼水平错距的合理选取问题,以神东矿区某矿为工程研究背景,通过构建力学模型得到上覆煤层遗留停采煤层产生的附加应力对下方开切眼的应力解析解,采用数学分析得到下煤层的水平停采距离的合理范围,并运用FLAC3D数值模拟软件分析不同水平错距下切眼位置所处的应力环境,得到下煤层开切眼停采的水平距离为50 m时能够满足巷道布置要求。通过地质雷达进行开切眼巷道的围岩松动圈的测试,得到开切眼巷道松动圈的范围为3.1 m~3.8 m,切眼巷道左帮的破碎范围大于顶板,开切眼巷道围岩完整性较好。研究结果表明,下煤层内错式开切眼停采水平距离为50 m时,开切眼巷道能够满足工作面的正常回采。