治理深部软岩巷道底臌时数值模拟的应用

随着矿井采深的增加,巷道顶底板岩层表现出软岩特性,常导致巷道形成严重的底臌。在治理时需要根据现场具体情况选择合理支护方式,其原则是在节约成本的前提下,同时能够满足巷道对运输、通风、安全方面的要求。用FLAC软件进行模拟比较,选择出最优方案。以新桥矿-550 m北翼轨道大巷为例,对巷道底臌的形成机理进行分析,提出多个修复方案,并用FLAC软件进行模拟比较,得到既能满足矿井安全生产,又能在经济上达到最节约的方案。通过矿压观测验证其支护效果非常好,其方法和支护技术为整个矿区提供了治理底臌的宝贵经验。     

软岩巷道底臌防治技术

介绍了风水沟煤矿在软岩巷道应用锚、网支护技术防治底臌方面的研究与试验,为软岩矿区巷道底臌的综合治理开辟了新的途径。     

深部巷道底臌控制研究与锚注支护实践

为研究深部巷道底臌控制问题,以某矿-1 000 m岩巷为背景,运用岩土数值模拟软件FLAC3D,研究了不同支护方案对深埋巷道底臌的控制效果,通过对比提出了全断面锚注的支护方案,并根据现场实测证明了全断面锚注支护可以有效的解决深部巷道底臌问题。     

软岩巷道底臌控制技术研究

对软岩巷道的底臌特征进行了总结分析,得出某矿软岩巷道的底臌机理及其主要影响因素,针对现场实际提出了加强帮、角的控制可控制巷道底臌的,同时实施底拱可更好的控制底臌,通过现场施工证明,效果较理想。     

兴安煤矿深部软岩巷道底臌破坏机理及支护对策研究

随着矿井开采深度的不断加大,软岩巷道的大变形、高地压、难支护的问题日益严重,底臌现象已成为软岩巷道围岩变形和破坏的主要特征与形式之一.论文通过研究软岩巷道底臌的力学机理并对底臌机理进行了分类,获取了软岩巷道底臌的主要影响因素;提出了控制底臌的支护措施;在此基础上通过数值模拟优化了支护参数,提出了一种新型控制底臌的支护技术.在复杂的软岩支护中,该技术取得了令人满意的效果,能有效控制巷道底臌.     

深部开采软岩巷道底臌机理及其控制

随着矿井逐渐转向深部开采,软岩巷道底臌控制已成为制约部分矿井安全开采的关键。以2204工作面为研究对象,采用现场实测方法确定了该工作面软岩回采巷道围岩变形特点,并结合现场实际分析了引起该巷道底臌的主要因素。提出散水治理、注浆锚杆底板加固和底板浇筑混凝土等方式对该巷道进行底臌控制,结果表明该方法可有效对底臌进行控制,具有较好的实践和推广意义。     

软岩巷道底臌机理分析与治理技术研究

针对六家煤矿东一辅助运输大巷底臌严重的问题,采用现场调研、理论分析和UDEC数值模拟相结合的分析方法,研究了底臌发生机理及其相应的控制技术措施。研究认为:巷道围岩性质、地应力、水理作用和加固方式是影响六家矿东一辅助运输大巷底臌的主要因素;底板注浆+锚索束+反拱联合加固技术能有效控制巷道底臌。工程实践表明实施该联合加固技术后,巷道顶底板最终移近量为71~91mm,表面位移量在12~15d后趋于稳定,底臌控制效果明显。     

深部软岩巷道锚注支护机理数值模拟研究

自主研制了破裂岩样承压注浆试验设备,开展了破裂岩体注浆加固力学特性试验,分析了破裂岩样注浆加固前后的力学特性与微观结构。提出了"锚注加固体等效层"概念,采用FLAC~(3D)数值模拟研究了深部软岩巷道锚注支护机理,揭示了"锚注加固体等效层"厚度、弹性模量、内聚力、内摩擦角对巷道围岩位移及塑性区的影响规律,即随着"锚注加固体等效层"参数的提高,巷道围岩位移及塑性区随之降低,体现了注浆可提高破裂岩体的完整性与强度,为锚注支护参数优化设计奠定了基础。     

深部软岩特性对底臌的影响与数值模拟研究

通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和力学特性试验分析了某矿深部软岩的矿物成分、微观结构及力学特性,研究了岩石的水理作用,界定了巷道的底臌类型,并采用有限差分FLAC3D分析不同状态下围岩性质及结构对巷道底臌的影响。研究表明,岩体与水耦合作用及支护方式是导致底臌的主要因素,提出了控制膨胀性底臌关键是防止水和岩体的耦合作用,改善围岩结构,提高岩体强度。     

软岩巷道支护方案的数值模拟研究

采用岩土工程数值模拟软件ZD—σ ,对软岩巷道采用不同支护方案的支护效果进行了数值模拟研究。研究表明 ,锚注支护从加固围岩出发 ,通过内注浆锚杆注浆 ,将巷道围岩胶结成整体 ,大大提高了巷道围岩的强度和承载能力 ,从而保证了巷道的稳定性。     

巷道底鼓机理数值模拟

在岩石破裂过程分析系统（RFPA_2D）的基础上,引入岩石蠕变演化模型,考虑岩体在恒定荷载情况下,其长期强度随着时间变化,造成巷道围岩的强度与弹性模量衰减。数值结果表明,底板岩层在水平应力的作用下,出现初始变形破坏、离层,导致垂直应力降低,巷道围岩的两帮和底板出现裂纹扩展。由于岩石的蠕变特性,其底板岩层的强度和弹模随着时间增加其值不断衰减,水平应力沿底板岩层方向开始向深部岩层转移,造成巷道底板岩层在水平应力作用下不断地向巷道内鼓出,底板岩层达到最终破坏深度。     

深部巷道底臌机理及控制对策研究

底臌是深部软岩巷道常见的病害之一。根据软岩支护理论,结合工程实际,提出了锚索+底角注浆锚杆控制底臌方案。模拟结果表明:采用锚索护顶,同时选择具有较高刚度和抗弯能力的注浆底角锚杆,合理布置参数,可以有效切断滑移线场,达到控制底臌的目的。     

姚桥矿深部软岩巷道底臌控制对策研究

大屯矿区姚桥煤矿进入深部开采后,出现各类非线性力学破坏现象,严重影响巷道的正常使用。其中7009溜子道围岩由于受到动、静荷载扰动,地应力场,以及在原不耦合支护作用下,巷道底板变形严重。从巷道围岩力学性质、矿物成分组成以及原支护形式的特征出发,分析了导致巷道底臌的主要因素并进行底臌机理的研究。结合有限差分法三维数值模拟优化支护设计参数,并使用锚索加固顶板,以减轻对底板的应力集中;采用45°和60°底角锚杆切断底部剪切滑移线。通过工程实践表明,巷道底臌得到了有效控制。     

高应力软岩开拓巷道底鼓分析及对策研究

对赵固一矿开拓巷道底鼓机理进行了分析,确认巷道底鼓属于挤压流动性底鼓。采用高强度锚网索一次支护与长环形全封闭支架二次支护方式对底鼓巷道治理2个月后,巷道顶底板和两帮位移量都小于30 mm,巷道首次修复周期由2~3个月延长到10个月以上,保证了矿井生产的正常进行。     

深部巷道底鼓对围岩稳定性的影响

结合新汶矿务局孙村矿深部破碎围岩开拓巷道实际,在对巷道底鼓机理研究的基础上,利用有限差分软件FLAC2D对底板加固前后顶底板移近量、围岩塑性区、拉应力区发展状况进行了数值模拟和分析。现场观测结果表明,对于深部工程软岩支护问题,在控制顶板和两帮的同时,更需要注重底板的加固,这样才能保证深部巷道围岩整体的稳定性。     

孤岛工作面软岩巷道底鼓机理及控制技术

阳煤五矿8410工作面为孤岛工作面,回进风巷道沿顶板掘进,底板为软岩,巷道受上覆岩层重力及采动影响极易发生底鼓。为防止底鼓产生危及安全生产,运用薄板理论建立软岩巷道底板力学模型,推导出底板岩层的应力状态与失稳临界条件,进而提出了孤岛工作面软岩底鼓机理,为底鼓控制及治理提供理论依据,并针对性地提出底鼓控制及治理相关技术,为同类巷道底鼓的治理提供借鉴。     

深部岩石巷道底鼓流变分析

利用凯尔文模型的黏弹性理论研究了深部岩石巷道出现的底鼓问题,进行了流变分析,给出了深部岩石巷道底鼓现象的时间—位移解析解,提示了深部岩石巷道底鼓现象时间演化过程的一些规律。在巷道不支护状态下,研究巷道开挖后约150 h位移曲线才逐渐趋于收敛。研究成果对深部岩石巷道底鼓现象的治理具有一定的指导意义和参考价值。     

深井软岩巷道底鼓分层锚注支护技术

为了解决桃园煤矿二水平轨道大巷底鼓变形严重的问题,在大量现场调研基础上,得出了巷道围岩应力高、底板岩性差以及底板未采取支护是导致巷道底鼓严重的因素。基于从提高底板强度和整个支护结构体稳定性角度出发,采用钢筋梯子梁配合长1.5、2.5和3.0 m的锚杆组合支护大巷底板,锚杆间距1.1 m,排距0.7 m。矿压观测结果表明：采用分层组合锚杆支护技术后,二水平轨道大巷最大底鼓量不超10 mm,锚杆平均锚固力不大于30 kN,有效解决了桃园煤矿二水平轨道大巷的底鼓问题。