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。     

复杂岩层大断面硐室群围岩破坏机理及控制

针对复杂岩层巷道交叉点高应力集中区四周硐室群开挖围岩稳定性控制和支护技术等难题,通过对现场取样测试硐室群围岩物理力学参数、黏土矿物成分和松动圈大小,分析了赵庄煤矿三盘区带式输送机头硐室群及周边巷道围岩变形破坏特征和机理,表明硐室帮部煤柱和底板围岩是加固支护重点。利用FLAC3D数值模拟软件分析了硐室群开挖对硐室群及周边巷道围岩应力分布和塑性区分布范围的影响。基于理论分析和数值模拟提出了硐室及周边20 m范围内巷道围岩"强柱固底"的加固支护方案。现场工业试验表明,加固支护后,硐室群及周边巷道围岩变形得到了有效控制,围岩内部裂隙基本被浆液填充,60 d内围岩顶底板和两帮最大移近量分别为30 mm和50 mm,达到了理想的加固支护效果。     

构造复杂区硐室群围岩失稳机理及控制技术研究

为了得出构造复杂区硐室群围岩稳定性特征及控制对策,本文以裴沟煤矿42采区泵房硐室群为研究对象,利用地质雷达与钻孔窥视仪探测硐室群围岩松动圈发育情况,运用数值模拟软件FLAC分析了水平构造应力对巷道围岩塑性区分布的影响,以及硐室群结构特点对其自身围岩稳定性影响。在此基础上,针对42采区硐室群围岩岩性特点,提出棚索协同支护与锚网索控底技术,现场工业性试验结果表明,在采用合理支护方案后硐室群维护效果理想。     

极弱胶结地层中大断面硐室开挖及支护技术研究

针对极弱胶结软岩强度低、胶结差、易风化、遇水泥化、难锚固的特性, 在分析其变形破坏机理的基础上, 提出了初次支护采用网喷+拱形支架、二次支护采用单层钢筋砌碹砼的复合支护方案。采用数值模拟研究了分步开挖对硐室稳定性的影响, 并验证了该支护方案的可行性。现场监测结果进一步表明, 该支护方案能满足极弱胶结地层中硐室支护的要求, 对于极弱胶结地层中硐室施工具有一定借鉴意义。     

大断面强流变软岩硐室群失稳机理及加固技术研究

针对河南煤业化工集团鹤煤九矿新副井底硐室群变形破坏严重、给该矿安全生产带来重大隐患的情况,研究分析了九矿目前硐室群支护现状及存在的问题,并提出了巷道硐室群加固新思路.通过数值模拟对新旧支护方案进行模拟对比分析,得出了注浆+组合双作用锚索支护方案能有效地控制硐室群巷道围岩变形的结论.通过现场试验,进一步验证了该支护方案能够满足支护要求,为相似条件巷道围岩控制提供参考.     

采区硐室U型钢支架壁后注浆机理研究及应用

 以裴沟煤矿42采区硐室群为研究背景,采用数值模拟、现场测试与试验相结合的研究方法,得出硐室群围岩稳定性特征及控制对策。利用地质雷达与钻孔窥视仪探测硐室群围岩松动圈发育情况;运用数值模拟软件UDEC分析了注浆的作用范围以及不同水灰比和注浆压力条件下浆液扩散规律。针对硐室群围岩岩性特点,提出U型钢支架壁后注浆一次支护技术,在此基础上,再进行永久支护。现场工业性试验结果表明,在采用合理支护方案后硐室群维护效果理想。     

弱胶结软岩大断面硐室支护技术研究与应用

本文针对彬长矿区小庄矿井大断面硐室围岩的特性,介绍了弱胶结围岩的变形特征及支护原则,提出了针对性的支护方案,达到了理想的支护效果,对今后西部地区弱胶结围岩硐室和巷道支护具有一定的借鉴意义。     

井底大断面关键永久硐室围岩变形机理及其控制技术

为解决井底大断面换装硐室一次支护围岩大变形问题,基于成庄煤矿大断面硐室围岩地质力学条件和变形特征,采用理论分析、数值模拟和现场试验的方法从大断面硐室围岩应力分布特点和支护承载结构稳定性两方面分析了大断面硐室围岩变形破坏的原因,并针对硐室围岩变形破坏的特征及其控制要求,研究提出在注浆原位加固提高原有锚网支护与围岩共同形成的支护承载结构完整性和强度的基础上,进一步采用全长预应力锚固强力锚索增强支护承载结构的稳定性的技术方案,对成庄矿井底大断面关键永久硐室进行二次加固。试验结果表明,巷道围岩变形量为8mm,底鼓为13mm,有效控制了硐室围岩的大变形。     

极软弱地层中开切眼导硐合理支护技术

针对蒙东地区极软弱岩层胶结性差、开切眼变形较大、巷道成型困难、巷道支护难度较大的现状,通过FLAC3D数值计算,进行了极软弱岩层中工作面开切眼导硐支护方案的探讨,确立了锚网索和型钢支架刚柔联合支护的方案和合理支护参数。通过理论计算和ANSYS数值计算,验算了型钢支架的承载能力与合理性,保证了极软弱地层中开切眼导硐围岩与支护结构的稳定及安全。通过现场监测,验证了支护方案与参数的合理性,对蒙东地区开切眼导硐支护实践具有借鉴意义。     

深井降温硐室支护设计结构模拟与应用

结合现场支护条件采用数值模拟方法研究硐室支护结构。采用一次支护动态设计,充分考虑支护材料在热害条件下的力学性能和施工巷道开挖对围岩的扰动影响,给出其硐室结构支护设计方案,为其他井下车场和硐室的设计提供参考。     

煤矿TBM掘进巷道围岩时效变形分析及支护参数优化研究

针对煤矿TBM掘进巷道围岩长期稳定性问题,以淮南矿区张集矿TBM掘进某瓦斯抽采巷为工程背景,开展了巷道围岩时效变形分析及支护参数优化研究。通过在TBM掘进巷道施工现场钻取砂质泥岩岩样,开展蠕变试验,获得CVISC蠕变参数|在数值模拟软件中引入CVISC蠕变模型,对不同支护工况下TBM掘进巷道围岩进行为期100d的蠕变变形模拟,获得各支护工况下巷道围岩时效变形特征和应力场及塑性分布区的演化规律|基于数值模拟结果,将优化后的锚杆+钢筋网联合支护体系应用于TBM施工巷道,并对TBM施工巷道进行围岩变形监测和锚杆轴力监测,现场实测结果表明采用的优化支护方案可有效控制围岩变形,且巷道稳定性较好。     

白象山铁矿巷道围岩稳定性分类及支护对策研究

针对白象山铁矿现有巷道围岩稳定性分类方法无法有效指导巷道支护设计的现状,基于地质雷达探测和围岩物理力学性质试验,综合采用冶金矿山锚喷支护围岩分类和围岩松动圈分类方法,制定了巷道围岩稳定综合分类表与巷道支护方案选择标准。根据白象山铁矿巷道围岩的稳定性状况,将围岩分为I到V共5类：I类围岩稳定,一般不支护或喷50～60 mm混凝土封闭围岩;V类围岩稳定性极差,采用直径20~22 mm、长度2 200~2 400 mm的螺纹钢锚杆、钢筋梯（钢筋网）以及锚索进行支护,并考虑采用型钢支架加强支护,底板铺设反底拱,实施全断面注浆加强支护。工程实践表明,以白象山铁矿巷道支护方案选择标准为依据进行巷道支护设计,针对不同巷道围岩类别选用合理的支护形式与参数,可以有效地控制巷道围岩的收敛变形,保证巷道围岩的长期安全与稳定,具有较高的工程应用价值。     

东欢坨矿南翼运输大巷过断层构造带施工技术

为了保障东欢坨矿-690水平南翼运输大巷在掘进过程中顺利通过前方的SF15正断层构造带，分析了SF15正断层构造带的特征，确定采用“超前固化、点-线-面掘进、立体支护、监测监控、动态注浆控制、安全防范”的过断层构造带施工方案。从过断层构造带超前预注浆技术、掘进和支护技术、挂绳喷浆、壁后注浆和布置卸压槽和注浆锚杆等方面研究了-690水平南翼运输大巷过断层构造带施工技术，保证了东欢坨矿井后续巷道施工的正常进行。     

二2煤层回采巷道支护方式及参数优化研究

针对回采巷道在掘进与回采过程中由高地应力、剧烈扰动带来的支护和维护问题。以新庄矿-600 m水平的回采巷道为工程背景,通过现场实测巷道最大松动圈对巷道围岩稳定性进行分类,依据分类结果对巷道支护方式进行设计;采用FLAC_^3D在同等地质条件下对该方案进行模拟,分析确定合理的支护方式和支护参数;通过现场试验进行验证最终支护方案支护效果。研究结果表明：(1)采用全锚方式的巷道表面位移量明显的比端锚要小,而加钢带之后巷道变形量变化较小,考虑安全因素,巷道的支护方式选取全锚＋钢带＋锚网支护最合适;考虑经济因素,选取锚杆间排距800×800 mm最合适;(2)通过现场应用并进行观测表明,巷道顶板离层量很小整体性较好,支护效果较好。     

新桥煤矿2107轨道巷支护优化设计

通过对巷道顶板围岩应力的实际观测数据,巷道理论支护数值的分析,以及巷道在施工期间的锚杆、锚索等应力、预紧力的观测及对数值模拟,提出巷道在支护情况下的3种支护方案,由矿井根据巷道实际支护形式调整支护方案,从而保证巷道的支护效果。此次巷道支护的合理选择减轻了2107轨道巷的支护变形,增加了巷道的稳定性。在遇有地质构造区域据选择合理的支护形式,从而保证巷道的顺利通过地质构造区域。巷道的合理支护提高了支护效果,保证了巷道的稳定,为打造煤巷掘进精品工程提供了可靠的技术保障。     

极弱胶结地层煤巷支护体系与监控分析

针对极弱胶结地层煤巷围岩自稳能力差、自稳时间短、围岩变形剧烈等特征,采用FLAC3D深入揭示了矩形、切圆拱形与直墙拱形等3种断面形状煤巷开挖后围岩位移、塑性区及应力分布规律,确定了极弱胶结地层煤巷合理断面形状;结合国内外煤巷支护理论与技术,提出了极弱胶结地层煤巷"双层锚固平衡拱结构",基于煤层厚度与巷道埋深,分类提出了极弱胶结地层煤巷支护技术方案,模拟验证了支护方案的合理性与可行性;基于围岩变形与支护结构受力实时监测及分析,动态掌握了极弱胶结地层煤巷围岩变形与支护结构受力状态,评价了支护效果与验证了支护方案的可行性。监测结果表明,切圆拱形断面煤巷成型较好、受力均匀,有利于巷道围岩的整体稳定,提高了煤巷开挖后的自稳与承载能力;锚网索联合支护技术方案有效地控制了极弱胶结地层煤巷围岩大变形与破坏,保证了巷道围岩与支护结构的长期稳定及安全。     

大断面软岩斜井高强度钢管混凝土支架支护技术

查干淖尔矿主斜井泥岩段围岩变形量大,速度快,巷道支护困难,结合主斜井泥岩段膨胀性软岩的工程地质条件和围岩变形特征,并结合主斜井泥岩段的巷道围岩变形特点,设计了高强度钢管混凝土支架支护方案,其中,巷道断面采用马蹄形,钢管混凝土支架主体钢管选用194 mm×10 mm无缝钢管,充填C40钢纤维混凝土,辅助金属网支护和混凝土喷层支护。通过数值分析可知,主斜井泥岩段开挖后及时施加钢管混凝土支架支护方案,钢管混凝土支架承载能力大,能够提供强大的支护反力,限制巷道围岩向巷道空间的移动,保证巷道围岩稳定和支护结构可靠。通过巷道施工和现场监测分析可知,大断面软岩巷道高强度快速支护方案易于施工,能够维持主斜井泥岩段软岩巷道围岩的稳定。