深部巷道围岩变形相似模拟研究

针对深部围岩巷道变形和应力变化的特征,利用自制相似模拟实验平台,对无支护条件下的深部巷道的围岩破坏特征、围岩变形规律和围岩应力分布进行了定量和定性的研究,研究表明,深部巷道围岩具有大变形、大塑性区、应力集中程度高等特点,从而为类似地质条件下的巷道支护设计提供可靠的依据。     

锚杆失效对巷道围岩变形影响的模拟研究

为了研究锚杆失效对巷道围岩变形的影响,采用数值模拟计算的方法,对锚杆支护发生失效的判断准则,以及锚杆失效后的锚杆锚固力变化规律和围岩变形规律进行了较为系统的研究,确定了防止锚杆失效的锚固长度应大于1.5 m,并为深部沿空巷道锚杆支护提供了更加接近实际情况的支护系列及参数。     

综采工作面锚杆支护巷道围岩变形量分析与控制

煤巷锚杆支护是采用锚杆支护设计软件设计的,而巷道掘进过程中选择的锚杆支护参数没有有效控制孤岛工作面回采过程中的巷道变形。通过对工作面回采过程中巷道围岩表面位移监测结果的分析,合理选择了控制巷道围岩变形加固支护参数,有效控制了巷道的围岩变形,确保了安全生产。     

深部软岩巷道围岩变形破坏的相似模拟试验

为模拟深部强度低,变形大的软岩巷道,运用地质力学模拟原理和以往相似模拟材料特点,针对曲江矿-850 m东大巷巷道围岩表现出来的两帮和顶底板实测不对称大变形特征,研制一种水泥为胶结材料,土和河砂为骨料的深部软岩相似材料.采用该相似材料进行大型深部软岩巷道模拟试验.结果表明:模拟的深部软岩巷道在开挖后因原岩应力解除具有一定的变形,而模型巷道底鼓和顶板下沉现象除受预加高应力和连续载荷影响外,巷道的左右边墙破坏对巷道顶底板结构稳定性也有影响;且巷道四周围岩变形破坏呈现非对称性特征.此研究成果可为进一步分析巷道围岩损伤及破裂演化规律奠定基础,也可为巷道支护设计,围岩控制等工程实践提供依据.     

沿空巷道围岩控制技术相似模拟研究

为研究沿空巷道锚杆(索)联合支护效果,结合红岭煤矿15141工作面上巷的现场实际情况,对该巷道围岩稳定性进行了相似模拟试验研究。结果表明,沿空巷道的煤层底板竖向应力呈现非对称双峰分布,其中煤柱区域集中应力较大;采空区及巷道顶底板竖向应力较低、顶板下沉量和底板鼓起量较大;锚杆索联合支护技术可起到锚固围岩的作用,巷道总体变形量小,且可承载超前支承压力作用。研究结论对沿空煤层巷道支护实践有指导意义。     

锚杆锚固力与巷道围岩变形关系研究

文中摒弃过去片面地通过增大预紧力和提高锚杆质量来提高支护效果的研究方法,从锚杆与围岩构成的"支架-围岩"体系入手,根据围岩不同变形阶段与锚固力的关系,结合围岩强度和位移的时间效应,提出锚杆初锚力要"恰当",工作锚固力要有"余量"的理论.     

寺河矿大断面巷道围岩变形特征的相似材料模拟试验研究

通过相似材料模型试验,分析了寺河矿3号煤层大断面回采巷道在不同地应力环境下围岩的变形规律。试验结果表明:埋深600m和800m时的巷表面收敛率分别是400m时的2.2倍和3.0倍。随距巷中心线距离增大,顶板水平和垂直位移分别增大和减小;随距帮距离增大,帮水平和垂直位移分别先减小后增大和减小;随顶板层位增高,顶板水平位移大幅减小,顶板垂直位移小幅增大;随帮层位增高,帮水平和垂直位移都增大,并且上述位移分布曲线的变化率均随埋深的增加而增大。     

锚杆工作荷载与巷道围岩变形相关性实验研究

在现有锚杆支护巷道围岩稳定性研究的基础上,提出了通过锚杆工作荷载评估巷道围岩稳定性的设想。采用物理相似模拟的方法对其进行了实验研究。根据巷道围岩控制理论和实验研究结果,分析了承载条件下巷道周边围岩变形特征;揭示了在巷道加载破坏过程中,锚杆工作荷载随巷道围岩变形位移的演化规律;重点研究了在巷道变形、失稳、破坏各阶段中锚杆工作荷载与围岩表面位移的相关性,并建立了其对应关系。利用这一对应关系,通过锚杆工作荷载的无损检测实现对巷道围岩稳定性的判断和评估,为现场实时分析和评价巷道围岩稳定性及其支护结构的合理性提供了必要的理论与技术支持。     

软岩巷道变形破坏相似模拟研究

应用相似模拟研究手段,对无支护条件下巷道变形特性及机理进行研究。认为受采动影响,老顶发生整体下沉、直接顶具有起尖上举的趋势。底板总体以上升、隆起为主,最终表现为底鼓。巷帮在采动影响前、中、后期均表现为内移加速、平缓、减速的规律。顶板受力来源于老顶层间错动、采动水平扰动应力、老顶来压等,底板受力来源于顶板上覆岩层重量及采动应力,两帮受力来源于采动应力条件下的能量释放和扩容变形应力。     

章村矿锚杆支护控制围岩变形研究

通过对４２２５皮带下山不同支护方式巷道围岩变形特征的分析，认为采用高强度锚杆树脂药卷全长锚固支护顶板，两帮及底板采用锚枝支护，并用高水速凝材料注浆加固，可有效控制复合顶板，底软，煤软的巷道围岩变形。     

章村矿锚杆支护控制围岩变形研究

通过对４２２５皮带下山不同支护方式巷道围岩变形特征的分析，认为采用高强度锚杆树脂药卷全长锚固支护顶板，两帮及底板采用锚杆支护，并用高水速凝材料注浆加固，可有效控制复合顶板、底软、煤软的巷道围岩变形。     

倾斜层状围岩变形规律的相似模拟研究

为研究倾斜层状围岩薄矿体在开采过程中上覆岩层的变形破坏规律,以永昌铅锌矿矿体为物理试验模型,通过相似模拟材料试验建立二维地质模型,对在倾斜层状围岩条件下,薄矿体地下开挖后覆岩的变形破坏特征、力学特性和破坏过程进行研究。结果表明,顶板受第一次与第二次开挖影响最大,随着不断地开挖,沿着开挖方向的矿壁不断地变为间隔矿柱,每两次矿体开挖之间水平位移的方向均会发生一次反转;位于矿柱上方的围岩沉降值较小;覆岩水平变形与下沉的方向均指向采空区中心偏下区域;层状岩体易引起弯曲折断破坏;采场覆岩相对下沉增量和水平相对位移增量单调递减。     

张拉预紧式锚杆在深部巷道围岩变形控制中应用

2308运输巷围岩变形量大,补打锚杆效果不佳。矿井提出采用张拉预紧式锚杆对原锚杆重复预紧,通过3DEC7.0数值模拟可知,安装锚杆后巷道围岩变形量及裂隙发育数量显著减小,并与预紧力大小成正相关。通过监测两帮变形量可知,采用张拉预紧式锚杆支护效果优于补打传统转矩式锚杆,不仅提高了围岩稳定性,还减少了作业强度和支护成本。     

渗水泥化巷道锚杆支护围岩稳定性控制研究

渗水泥化巷道锚杆支护可靠性差,导致此类巷道冒顶事故频发。通过典型岩样崩解和风化实验、渗水泥质巷道变形规律及锚杆锚固性能实测开展研究。结果表明:煤系地层含有黏土类矿物,使得巷道围岩遇水崩解,发生泥化现象,且风化脆裂,导致自身承载力急剧降低;渗水泥质巷道围岩变形破坏具有明显阶段性,演绎"减速变形-弱泥化-加速变形-强泥化-失稳"全过程,有效控制泥化进程是该类巷道稳定性控制的关键;提出了渗水泥化巷道围岩的控制技术,即新型"三高"锚杆强化控制技术和滞后注浆加固技术,给出巷道掘进后10~30 d最佳注浆时机,开展了典型的工程实践,取得了良好控制效果。     

灵湖金矿巷道围岩变形破坏及锚杆支护数值模拟分析

通过现场地质调查和监测,确立灵湖金矿330工程450巷道围岩体地质模型,查明硐室在受低地应力状态下的围岩等级,巷道围岩变形破坏程度及松动圈范围。针对硐顶掉(落)石块典型破坏类型,采用离散元UDEC软件进行数值模拟分析,反演硐室开挖后应力重分布,顶板产生拉应力区,导致围岩体发生变形破坏的过程和力学机制,并采取预应力锚杆支护措施稳固失稳岩体。     

松软破碎带巷道围岩变形控制研究

通过对朱仙庄矿Ⅱ5行人上山破碎带软岩巷道变形破坏特征的分析,指出巷道失稳变形剧烈的原因在于普通的U型钢可缩支架较低的工作阻力不能很好地阻止围岩进入失稳蠕变阶段。根据二次支护原理,提出采用超高强度型钢支架来控制围岩的这种流变特性。     

深井软岩巷道围岩变形数值模拟分析及控制研究

针对山西省晋东南地区某深部矿井东二南采区轨道大巷变形大难支护问题,采用数值分析方法,分析得出了巷道应力变形规律。结果显示:巷道变形剧烈的临界深度为800 m,深部巷道剪应力在左、右肩达到8.7 MPa左右,在距巷道中心0～5.5 m顶部垂直应力急剧增大,且在距巷道中心6～8 m达到峰值,巷道顶板塑性区最大为2.6 m,左帮和右帮塑性区最大分别为5.2 m和5.4 m,底板塑性区最大值为6.1 m.根据该结果提出了预留围岩变形量让压局部二次喷浆补强工艺技术,工程实践证明,该支护设计有效控制了巷道的强烈变形,取得较好的支护效果。     

软岩回采巷道变形破坏规律与围岩控制模拟研究

该文以某矿1610工作面为研究对象,利用FLAC3D数值模拟不同宽度巷道保护煤柱的巷道稳定性,最终确定巷道保护煤柱宽度为30m为最宜。同时利用模拟软件对两种不同支护方案进行效果比较,最终确定锚杆支护作为最优支护方式。为类似地质条件的巷道支护提供借鉴。     

锚杆支护密度对巷道围岩变形的影响分析

基于皖北矿区恒源煤矿Ⅱ632工作面的地质条件,利用FLAC~(3D)数值模拟软件,研究了不同锚杆支护密度下巷道围岩的变形特征。数值模拟得到了Ⅱ632工作面巷道支护的最优解。将数值模拟得到的最优支护方案应用于Ⅱ632工作面,巷道围岩变形量得到控制,满足安全生产的要求。