基于FLAC3D数值模拟的深井软岩巷道稳定性及支护方案设计研究

为了解决深井软岩巷道变形破坏严重及支护困难的问题,采用数值模拟手段及井下现场工业试验对深井软岩巷道的稳定性及支护方案进行了研究。结果表明:与矩形巷道相比,采用拱形巷道作为巷道断面的布置形状,能够有效改善巷道开挖后周边围岩的受力状态及应力值,能够在一定程度上增强巷道的稳定性;在对铜辉铜矿业深井脉外运输软岩巷道原支护现状进行相关分析的基础上,提出了"锚网+喷射混凝土+钢支架支护"的复合支护技术,经过井下现场工业试验可知,采用该复合支护方案能够有效控制软弱破碎围岩巷道的变形破坏。     

深井高应力巷道围岩强力-分次支护协调控制技术研究

为解决深井高应力巷道围岩变形破坏问题,结合强力支护理论及巷道围岩变形与支护时机关系分析了深井巷道强力-分次支护的力学机制,提出了一次锚网喷、二次全断面锚注配合底板鸟笼锚索相协调的强力-分次支护技术,现场应用实现了深井巷道围岩变形可控。结果表明：随一次强力支护时间延长,深井巷道围岩变形速度先降低后变缓再突然增加,二次支护的最优时机为围岩变形速度变缓阶段。     

过断层巷道围岩破坏机制及支护优化

针对某深井煤矿采区泵房及变电所过断层巷道出现的顶板剧烈下沉、两帮内挤严重、底板鼓量大的现象,通过现场调研、数值模拟及现场监测,分析了原有支护方案下过断层巷道围岩变形破坏机制,提出采用高强锚杆+注浆锚索联合支护方案。结果表明:深部高地应力、断层局部应力集中及剪切滑移破坏、支护强度不足等是过断层巷道围岩变形破坏的主因;注浆锚索能够有效控制围岩破碎区范围,联合高强锚杆调动深部围岩形成稳定支撑结构。现场位移监测结果表明,优化支护方案后巷道过断层位置处不连续变形得到了较好的控制,整体变形量大幅度降低,改善了围岩应力水平。     

深井破碎软岩巷道变形破坏机制及支护技术

为了解决深井破碎软岩巷道支护难题,以九龙煤矿北三运输大巷为工程背景,采用数值模拟软件分析了不同侧压系数对巷道围岩塑性区和主应力差分布规律的影响,结合现场调研与围岩结构探测,揭示了深井破碎软岩巷道围岩变形破坏机制,提出了锚网索喷注+U型钢的联合支护方案。数值模拟和现场监测表明,新支护方案实现了对深井破碎软岩巷道变形的有效控制。     

基于FLAC~(3D)的煤巷支护技术研究

针对大断面特厚煤层煤巷支护难题,对巷道围岩变形破坏特征进行了研究。采用有限差分软件FLAC~(3D)对巷道围岩垂直应力、巷道围岩塑性变形破坏及巷道围岩垂直方向上的位移变化进行数值模拟,并进行了现场工程验证。提出了"普通锚杆+锚索+钢筋锚网+W钢带"耦合支护方案。     

深井大断面沿空掘巷围岩支护技术研究

针对湖西矿深井厚煤层大断面沿空掘巷出现的两帮整体外鼓、底鼓严重等问题,在现场调研、数值模拟的基础上,认为原岩应力高、巷道两帮岩性差、支护结构及参数不合理等是导致巷道变形破坏的主要原因,且小煤柱是整个沿空掘巷保持稳定的关键。据此针对深井厚煤层大断面沿空掘巷围岩结构特点,提出了"高强预应力让压锚杆+补强鸟巢锚索"联合支护方案,经现场监测发现,该支护方案有效地控制了沿空巷道围岩的变形,解决了原支护需多次扩帮、卧底的难题,确保了工作面正常生产。     

深井破碎围岩大断面巷道支护技术

针对深井破碎围岩大断面巷道支护困难的问题,以平煤六矿戊二轨道上山段为工程背景,采用数值模拟方法研究深井巷道围岩破坏失稳问题,分析原支护方案不能达到预期支护效果的原因.在原支护方案的基础之上提出以"预留变形+普通锚杆+普通锚索+注浆"的综合治理技术.结果表明,新支护方案可以降低各部位塑性区深度,提高围岩的整体稳定性,加强...     

千米深井大断面硐室双强壳体支护成套技术的应用

从分析深井高应力大断面巷道和硐室破碎围岩的变形破坏特点入手,指出巷道稳定性的控制机理在于及时强化失稳区围岩的残余强度,阻止初次失稳的发展,并施加高强的主动支护结构,从而使巷道进入二次稳定状态,同时采取高强的被动封闭支护技术。提出了全断面双强壳体支护设计、3S耦合协调支护设计和抗张拉强基础梁支护设计等设计方案来控制巷道变形。并对绞车房进行现场施工,支护效果良好,达到预期目标。     

深井高地应力复合岩层巷道围岩控制技术研究

针对深部矿井高地应力巷道围岩整体变形量大、持续时间长、局部破坏严重的围岩控制难题,以深井大倾角、复合岩层巷道掘进为工程背景,在进行系统地质力学测试、围岩变形破坏特征分析、支护形式选取与现场试验的基础上,对深井超高地应力巷道围岩控制技术进行研究。通过优化锚杆支护参数、合理选择护表形式与构件,实现了深部高地应力复合岩层巷道围岩的一次主动支护,有效控制了深部高地应力巷道围岩的长期持续变形,改变了深部岩巷"前掘后修、反复维修"的局面,取得了良好的现场应用效果。     

特厚煤层大断面开切眼支护研究

针对大同塔山煤矿8102工作面开切眼在原支护下围岩破坏,难以维护的问题,应用FLAC3D软件对开切眼无支护下围岩应力、变形破坏等进行了数值模拟分析,得到巷道围岩破坏范围。分析认为处在煤巷中的大断面开切眼围岩容易破碎、开挖后应力重新分布过程中剪切和高拉伸应力是造成围岩破碎、离层和破坏的原因。结合现场实际,提出采用锚杆、锚索、金属网进行联合支护,巷道围岩的强烈变形得到有效控制,围岩变形稳定。