一种新的3D巷道建模方法——对称建模法

巷道是矿山工程的核心,巷道三维建模是数字矿山建设的重要组成部分。根据二维巷道沿巷道中心线对称的特性及三维巷道在剖面上呈对称的特性,提出一种新的巷道三维建模方法--巷道对称建模法,该方法实现了巷道相交等复杂情况的正确建模,解决了常规巷道三维建模方法存在的问题。基于对称建模方法,设计了3D巷道数据结构,以三叉形和十字形巷道的构建为例,采用VC++,结合OpenGL实现了巷道三维模型的构建和可视化。     

浅谈如何选择巷道层位降低维护费用

针对古汉山矿巷道矿压较大的具体条件,分析了巷道破坏原因和机理,通过合理选择巷道层位,优化巷道参数设计;工程应用实践表明,巷道层位选择参数正确,巷道施工后巷道面貌好,巷道维护费用大为降低,效果明显,取得了显著技术经济效益.     

矿井软岩巷道注浆加固过程及效果分析

大河边煤矿井下已掘巷道因围岩裂隙发育造成巷道变形快,影响巷道的使用服务时间及巷道大修工作量加大。通过加固巷道围岩,减缓了巷道变形快的危害,延长了巷道的使用期限。     

近距离煤层回采巷道平移布置方式研究

为了使回采巷道处于低应力区域,最大限度地降低巷道变形,保障回采巷道在掘进回采期间能满足采面通风、行人、运输等要求.探讨了巷道破坏的原因,如何降低巷道的压力,如何优化采区回采巷道布置,提出回采巷道的合理布置方式'.研究了内错和重叠方式布置的采面,其巷道的受力状况,找出了巷道破坏的原因,根据巷道围岩控制理论,并提出了新的下分层回采巷道布置方式,得出了下分层运输巷、回风巷相对于上分层巷道平移的距离为10～20 m,降低了巷道的压力,提高了生产能力,降低了生产成本,采掘正常接替,为高产高效矿井建设创造良好条件.     

基于爆破振动影响的巷道合理间距研究

在矿井生产过程中,既有巷道常受到邻近巷道爆破振动的影响而发生破坏。以双家岭矿新掘巷道爆破掘进为工程背景,通过数值模拟方法,分析了不同巷道间距下掘进巷道爆破振动对原巷道质点振动产生的影响,揭示了巷道间距对相邻巷道爆破振动的影响规律。     

深部邻近巷道相互扰动作用下支护方法研究

结合朱集矿的现场情况,分析了巷道次生应力对邻近巷道支护结构变形和稳定性的影响,探讨了深井地压下新开巷道的次生应力及其对邻近既有巷道围岩稳定性的影响,研究了深井高地应力下巷道次生应力在相邻巷道间的显现效应,提出了一套锚架组合支护方法,大幅度减少了该情况下的巷道变形,对于合理设计地下邻近巷道间的相互位置,具有重要意义。     

巷道风量全自动在线测试装置研制与应用

为了实现巷道风量在线准确测试,以王坡煤矿上寺头北翼回风巷和辅运大巷为研究对象,采用CFD方法模拟了矩形巷道和半圆拱巷道断面风速结构场;对比不同巷道风量条件下巷道断面平均风速分布区域,巷道风量大小对巷道断面内平均风速分布区域无影响;进一步获得巷道断面无因次风速结构场,为巷道断面平均风速分布区域内布置多个风速采集点准确求取巷道平均风速奠定了理论基础;以巷道断面无因次风速结构场为基础,根据巷道断面平均风速分布区域确定巷道平均风速数据采集点位置,构建了巷道断面平均风速九点采集法,准确获得巷道平均风速的同时能够检验风速传感器是否存在数据失真问题;结合巷道断面平均风速九点采集法,设计了分别适用于矩形巷道、拱形巷道的龙门式和折叠式巷道风量全自动在线测试装置,根据巷道平均风速数据采集点位置定制设计测试装置结构尺寸与风速传感器运动轨迹。在王坡煤矿10个测风站位置部署了巷道风量全自动在线测试装置,人工测风数据和装置测风数据之间相对误差小于8%,研究表明巷道风量全自动在线测试装置的测风精度能够满足矿井通风要求,同时能够实现矿井多个巷道风量同步在线测试。     

卸压法在巷道底鼓控制中的应用

巷道底鼓是巷道治理中一个难题,巷道所处的地质条件不同,巷道底鼓治理所选择的方法也不同。根据潞安集团常村煤矿S61#回风上山巷道所处的地质环境,分析巷道破坏的原因,采用卸压法控制巷道底鼓,保证了巷道的稳定,取得了明显效果。     

回采巷道锚杆支护设计

在煤矿回采巷道中,巷道受动压影响较大,这决定了其巷道支护方法与其他巷道有所不同。简要介绍了在回采巷道中巷道支护的特点及我国目前所采用的锚杆支护设计的2种方法,并以此为依据在实际应用中进行了巷道支护设计,最终取得了良好效果。     

破碎带厚度对软岩巷道初次支护效果影响分析

以孟家窑煤矿软岩巷道为背景,通过现场调查、数值模拟分析了巷道顶板破碎带厚度的不同对巷道初次支护效果的影响。结果表明:巷道顶板破碎带越厚,顶板越不稳定,巷道初次支护效果越差。针对巷道顶板破碎带厚度最大的情况提出了巷道支护优化方案,有效地控制了巷道顶板变形。     

巷道支护控制蠕变机理分析及参数设计

为了解决深部矿井巷道支护的难题,建立了弹塑性变形软岩巷道力学模型,理论分析了支护机理和巷道表面位移、速率随时间变化曲线,研究了支护结构极限承载能力,然后对巷道支护进行了参数设计。研究得出:巷道围岩的表面位移和时间呈正比关系;选择一定的时间节点,对巷道进行再次支护,可以实现对巷道蠕变的有效控制;全断面注浆+锚索梁支护可以有效增加巷道支护阻力和巷道围岩松动圈的自身承载能力,保证了巷道的稳定性。     

会泽深部高应力巷道分类支护技术体系研究

针对会泽矿业矿山厂深部巷道支护复杂性难题,开展了深部巷道失稳模式分析、深部巷道几何信息和地质力学信息聚类分析和不同巷道围岩变形力学机制分析,得出了深部巷道围岩的6种主要失稳模式、3种主要巷道支护类别和3种巷道围岩变形力学机制。基于深部高应力巷道支护涉及的多重因素的综合分析,提出了覆盖地层岩组、主要巷道类型、围岩等级、松动圈厚度、破坏形式、巷道走向与σ1关系和对应支护方案的矿山厂深部巷道分类支护技术体系,该巷道分类支护技术体系对于矿山厂深部巷道支护具有重要的指导作用。     

深部工程软岩巷道“双壳”支护理论与技术

在详细分析深部巷道围岩变形特征及主要影响因素的基础上,提出了深部巷道"双壳"支护理论,认为通过对巷道浅部进行支护形成浅部应力支护壳,对巷道深部进行加固形成深部应力加固壳,深浅壳体形成的支护体系能有效减小巷道围岩破坏范围,阻隔深部高地应力传播,保持巷道围岩稳定与巷道成形。根据巷道破坏范围不同,构建了由"单壳"支护、连续"双壳"支护和非连续"双壳"支护组成的巷道"双壳"围岩支护体系,并分析了巷道"双壳"围岩支护机理,研发了深部巷道"双壳"支护技术。以陶二煤矿深部巷道修复工程实践为例,验证了深部巷道"双壳"支护的合理性。     

基于减排矸非常规巷道断面的优化设计与应用

根据新汶矿业集团翟镇煤矿的采矿地质特征,为了减少半煤岩巷道矸石产出量,提出了改变常规巷道断面形状以解决上述问题的理念,优化设计了基于减排矸高应力非常规巷道断面形状.结合现有常规巷道断面形状的优缺点,根据高应力非常规巷道断面形状的选择要求,确定了非常规巷道断面形状为一偏中心圆弧顶状,并采用计算机数值模拟的方法对比分析了矩形断面巷道和非常规断面巷道的围岩应力变化情况.结果表明:与矩形截面巷道相比,非常规断面巷道围岩应力分布得到极大改善,最大应力减少约30%.设计合理的半煤岩巷道断面形状可以改善巷道围岩应力分布状况,提高巷道断面的利用率,大大减少矸石产出量.     

高应力沿空巷道围岩应力转移技术应用研究

在高应力沿空巷道掘进中,采用超前钻孔卸压爆破技术使巷道前方提前产生自由面,释放超前压力,减轻了巷道的高应力扰动;采用卸压槽技术,减轻了巷道围岩应力对巷道浅层的破坏,保护了巷道支护的完整性,这两项技术是在巷道支护领域值得推广应用的新技术。     

断层带巷道修复方案的优化与施工

该文结合涡北煤矿巷道修复实例,通过分析该巷道的地质资料,从中找出造成巷道破坏的主要原因,为巷道的修复提供一个切实可靠的修复方案,并加以实施提高了巷道的稳定性,避免了重复修护巷道给安全生产造成的损失,为类似地质条件巷道的修复提供了依据。     

大倾角煤层巷道破坏机理及控制技术研究

针对大倾角煤层巷道围岩难以控制的现状,分析了大倾角煤层巷道破坏的机理及破坏特征。利用FLAC软件分析了煤层倾角对巷道围岩应力分布、巷道变形的影响。结合某矿大倾角煤层巷道变形严重、返修率高的现状,设计了巷道支护控制方案,有效地解决了大倾角煤层巷道破坏严重的问题。     

煤矿井下三维巷道的空间数据及拓扑关系研究

文章针对煤矿井下巷道的特殊条件,深入研究了巷道的数据来源和选择巷道三维数据模型的原则,继而把巷道抽象成巷道线,深入分析了巷道线的空间拓扑关系,包括结点之间的拓扑关系,弧段与结点的拓扑关系,巷道线与结点、节点之间的拓扑关系,结点、节点、弧段和巷道线之间的总体拓扑关系。     

软岩巷道爆破卸压方法的研究与实践

本文应用二维元与边界元相结合 ,对爆破卸压巷道围岩的卸压效果进行了分析和计算 ,得出了巷道围岩运动趋向及巷道周边应力升高区向巷道围岩深部转移的规律 ,为巷道的支护设计及巷道维护提供了重要的参考。     

深部高应力巷道支护技术研

针对原有巷道围岩变形大、巷道出现非对称破坏等问题,研究了原巷道变形破坏特征,主要表现为巷道支护破坏严重以及巷道出现非对称破坏现象,分析原因主要有煤层埋藏深、工作面超前支承压力影响大、巷道围岩强度低、支护不合理、两向不等压受力;对巷道锚杆直径、锚杆长度、锚杆间排距、锚索布置进行优化,并介绍了巷道非对称控制技术。研究为类似工程条件巷道支护提供了借鉴。