垂直重叠巷道安全距离模拟研究

为了解决上下垂直重叠巷道的安全距离及其支护问题,针对某煤矿井下条件,应用软件对下部巷道开掘对上部巷道围岩应力塑性破坏情况进行分析,确定两巷最小错距。本文的研究成果不但可以为本矿井提供借鉴也可为其他类似情况的巷道支护提供参考依据。     

沙吉海煤矿软岩巷道松动圈测试研究

针对新疆沙吉海煤矿软岩巷道复杂的地质力学环境,结合围岩松动圈理论,运用现场工程地质调查、超声波围岩裂隙探测仪现场测试、FLAC3D数值模拟等方法,精确得出围岩松动圈的范围,进一步分析了围岩声速分布特征和松动围岩状态,为支护方案提供有效依据。     

大南湖煤矿回采巷道围岩稳定性数值模拟研究

本文采用数值实验研究的方法,对新疆哈密大南湖煤矿一号矿井掘进巷道围岩稳定性及松动圈范围进行了分析测定,为大南湖煤矿巷道围岩控制技术提供必要的理论基础和建设性意见。     

逆断层影响区域破碎巷道稳定性控制对策分析

福建马坑铁矿中矿段区域矿体受到贯穿逆断层影响,近断层区域岩体稳定性较差,从而导致巷道支护难度大、多次返修等问题。针对该问题,通过采用现场超声波测试,利用波速梯度最大数值作为松动圈范围判别准则,确定该巷道的松动圈范围1.6m~1.8m;结合现场踏勘、岩体质量分级与理论计算结果,提出近断层区域巷道支护方案,即树脂锚杆+金属网+喷射混凝土+钢拱架联合支护方式,树脂锚杆长2.5 m,锚杆间排据均为1.2 m,喷射混凝土厚度为100 mm,采用数值模拟方法,进行支护参数优化方案与现场支护方案对比,模拟结果显示,优化的支护方案可控制围岩变形,提高围岩自稳能力,具有良好的支护效果。     

不同地应力条件下巷道围岩松动圈演化研究

基于Mohr-Coulomb准则,建立考虑不同侧压系数条件下的巷道围岩松动圈理论计算模型,结合工 程算例对不同侧压系数的地应力条件下圆形巷道围岩松动圈范围进行了求解分析;采用数值模拟 方法对巷道开挖的松动圈范围进行了计算,并与理论求解结果进行了对比分析。结果表明：①当侧压力系数λ=1时巷道围岩的塑性松动圈为圆形,且松动圈半径随地应力的增大而增大。② 不同侧压力系数条件下巷道松动圈范围有所变化。顶底板围岩松动范围随λ的增大而增大。 而当λ＜1.0时巷道两侧壁松动范围随λ增大而减小,λ＞1.0时随λ增大呈增 大趋势,但整体上的变化量不大。③通过理论计算与数值模拟得出的松动圈分布规律基本一致。     

下峪口煤矿3_下~#煤层巷道松动圈数值模拟研究

为了测得下峪口煤矿3#下煤层巷道松动圈厚度,以23305下回采巷道为例,利用UDEC数值模拟软件建立了巷道模型。对该模型进行煤岩力学特性参数赋值和确定边界条件,模拟得出巷道松动圈厚度。为了检验模拟结果,利用超声波围岩裂隙探测仪对巷道进行了现场测试,得出的松动圈厚度与数值模拟结果基本一致,说明数值模拟结果可为巷道松动圈测试提供参考。     

膨胀破碎巷道支护参数优化研究

为解决新疆哈密黄山铜镍矿巷道出现的严重片帮、垮冒等工程灾害问题,通过采用现场超声波测试方式,引用波速梯度最大数值作为松动圈范围判别准则,确定该矿山490 m中段1#脉外运输巷道的围岩松动圈范围为1.8～2.0m;结合现场踏勘、岩体质量分级及实测松动圈范围,分析得出现有支护方案不能满足支护要求.依据围岩松动圈测试结果及理...     

破碎围岩条件下大断面巷道动力失稳分析

破碎围岩条件下大断面巷道开挖必然形成大范围采空区,该区域内围岩介质的变形失稳行为很复杂,这为工程失稳及灾害防治带来挑战。羊场湾煤矿位于西部强震区域,岩体节理与裂隙非常发育,主采的2#煤层顶底板岩层松软破碎,开挖断面最大达20.4 m2,多次发生冒落失稳现象。文章首先进行了现场工程动力失稳分析,结合松动圈测试技术和数值模拟试验,系统地分析了松软破碎围岩局部化变形与演化失稳特征和规律;最终确定了巷道的支护形式与参数,确保了巷道安全与稳定,这对破碎围岩条件下煤矿安全开采具有重要意义。     

基于围岩松动圈测试的倾斜煤层回采巷道支护方案优化

本文以某矿倾斜煤层为例,采用YTJ20型岩层探测记录仪,在巷道围岩进行钻孔,对钻孔不同深度的裂隙分布情况进行探测,探测结果表明:直接顶较破碎、不稳定,煤层破坏较为严重,煤层顶板的破碎范围在1m~1.5m左右,顶板稳定性较好。结合煤层赋存条件和松动圈测试结果,对回采巷道设计了两种支护方案。采用数值模拟方法对两支护方案模拟分析,确定了合理的支护方案。     

回采巷道收敛规律及支护优化研究

通过矿压观测分析得到了回采巷道一次来压过后的收敛规律,利用Midas/GTS计算机数值模拟软件多次迭代计算,实现了有限元近似模拟大变形巷道的离散元问题,得到了二次来压过后回采巷道围岩的松动圈。并基于围岩松动圈理论对巷道进行了支护参数优化,为回采巷道支护提供可靠的理论依据和技术参考价值。     

近距离煤层采空区下回采巷道矿压显现规律研究

为了研究近距离煤层采空区下回采巷道在回采期间矿压显现规律,对回采工作面巷道围岩结构、围岩变形和松动圈大小进行了现场监测。通过监测结果分析得出,煤柱帮主要由煤和少量泥岩组成,裂隙发育,破碎严重。顺槽两帮最大移近量为0.49 m,顶底板最大移近量为0.41 m。未受采动超前支承应力的影响前巷道松动圈最大为1.3 m,受影响后增加至2.2 m,工作面超前支承压力影响范围为30m。     

近距离残留煤柱下破碎围岩巷道修复技术

针对近距离煤层开采过程中,残留煤柱下部巷道在煤柱集中应力作用下围岩破碎程度高、修复难度大的问题,以山西某矿为工程背景,采用数值模拟的方法分析煤柱底板应力分布规律,结合巷道实际变形特征总结了下位巷道围岩变形破坏原因。认为:残留煤柱底板集中载荷的非均匀性分布,及其引起的支护体承载结构破坏是近距离煤柱底板巷道围岩发生大变形的本质。由此,提出了基于破碎围岩注浆和高强度锚杆支护的巷道修复技术,工程实践表明该技术在有效提高围岩整体性和可锚性的同时,使浅部锚固区与深部围岩相连形成整体承载结构,有效地控制了巷道围岩变形,保障了矿井安全生产。     

18204工作面顶板破碎带巷道支护方法优化

经对沙坪煤矿18204工作面胶带运输巷顶板破碎带的五种支护方案,进行FLAC3D数值模拟计算,并按周围矿井支护现状调查结果,确定最终优选方案,为现场支护方案的选择和优化提供指导。     

松软破碎厚煤层巷道合理支护参数的数值模拟研究

某矿4302轨道平巷原有的锚杆支护技术不能有效的发挥作用,导致部分巷道变形严重,维护条件差,维护费用高。针对该轨道平巷地质生产条件,提出了3种可行的支护方案,采用数值模拟方法模拟研究了不同方案的应力分布、塑性区范围以及巷道表面位移特征,通过比较分析,确定了合理的支护方案。现场实测表明,采用新支护方案后,围岩变形得到有效控制。     

煤巷围岩松动圈规律研究

采用数值计算软件ANSYS，对矩形煤巷的围岩松动圈进行了数值计算，得到矩形煤巷围岩松动圈的形式，发展机理及松动圈的形状，结果表明，短形煤巷由于断面形状和围岩组成结构的关系，其松动圈的形成，发展以及最终形状均与一般巷道明显不同。     

基于UDEC的深部破碎围岩巷道锚注支护应用研究

某矿3203工作面轨道平巷在原支护条件下巷道围岩变形严重且支护体失效。针对该轨道平巷的生产地质特点,利用数值模拟软件UDEC4.0,分别对3种不同支护方案下支护效果及其塑性区进行研究,分析得出实现其巷道围岩稳定关键在于能否有效控制两帮煤体的变形,进而提出高预应力锚杆(索)结合帮部注浆加固的综合支护方案。现场工业性试验及实测表明,该支护方案有效控制了巷道围岩变形。     

积水采空区下布置巷道安全距离研究

针对如何确定固庄矿积水采空区下方巷道布置安全距离难题,分析积水采空区下方巷道布置影响因素,建立了采空区下方巷道布置模型。模型自上而下分为3个部分,即底板破坏区、安全隔水区和巷道围岩破坏区。运用土力学、弹塑性力学和矿山压力相关理论,确定了采空区下方巷道留设布置的理论方法;运用该法对该矿实例进行了应用计算和数值模拟,两者相互验证。     

超长距离半煤岩巷围岩控制技术

针对半煤岩巷围岩应力集中、服务周期长及其工程地质特点,通过数值模拟手段研究了肩窝为弧形和尖角形异型巷道围岩应力场和位移场分布形态,得出肩角弧形时为适合本矿生产技术条件的最佳掘进断面形状.同时,对顶板锚杆间距进行了数值模拟优化研究.据此提出了表面喷浆防风化和锚带网索加固相结合控制围岩裂隙发育的控制技术体系.结果表明,该技术有效控制了巷道围岩变形,为矿井的安全生产创造了条件,取得了良好的技术经济效益.     

近距离倾斜煤层巷道布置研究

某矿的具体地质条件表明近距离倾斜煤层下部回采巷道采用重叠式布置时,矿压显现剧烈。现场监测表明其松动圈大小约为3 m,两帮及顶底板相对移近量均超过50 cm,巷道维护困难。采用数值模拟表明上部煤层回采时所留煤柱对下部两侧倾斜煤层的影响范围是不一致的,上区段煤层的运输顺槽应至少内错2 m,下区段煤层的回风顺槽应至少内错8 m才能避开上部煤柱集中应力的影响,理论计算结果与之基本吻合。     

深部巷道松动圈的计算与数值模拟

地下巷道在开挖过程中,由于采动作用对围岩的扰动,在巷道周围形成了松动圈。松动圈的拓展范围对爆破设计和支护设计都有重要的影响。运用莫尔库伦准则和霍克布朗准则对松动圈范围进行理论推导并与数值模拟相结合,研究某深部巷道松动圈的范围,结果表明理论计算和数值模拟运算的松动圈范围有较好的一致性。