厚煤层大倾角煤顶下掘进围岩控制数值模拟研究

为研究大倾角煤层开采过程中巷道围岩的稳定状况,以青东矿837机、风巷为工程背景,进行煤层顶底板岩石力学参数实验室测试,利用FLAC3D软件建立不同掘进工艺条件下的数值计算模型,分析软弱特厚煤层巷道分别在跟顶板掘进、全煤层掘进、破底掘进(不同破底深度)条件下巷道围岩破坏范围和变形特征。结果表明：跟顶板掘进方式下,围岩的塑性破坏主要发生在巷道底板下方,需要特别注意加强对底板的支护;跟底板掘进时,底板中部靠近帮脚处产生严重底鼓,应当加强对帮脚和巷帮的支护;在全煤层掘进时,巷道主要变形为底鼓与顶板下沉,顶底板破坏严重。研究成果对于指导大倾角厚煤层开采围岩控制具有一定的理论与工程意义。     

煤层冲刷带软岩巷道支护技术研究

平朔井工三矿东翼辅运大巷穿过煤层冲刷带,围岩软弱破碎,顶板沙化。原锚网索支护方式难以维护巷道围岩稳定。研究提出了高强度铜管混凝土支架支护技术方案。采用FLAC3D数值软件,模拟分析了两种支护方式条件下的巷道稳定性。分析得出,锚网索支护巷道顶板和两帮会形成扇形破坏区．硕板位移量达176mm,巷道不稳定;高强度钢管混凝土支架支护可有效限制巷道变形,破坏区域少,应力集中程度小,巷道稳定。     

不同充填率条件下倾斜矿体覆岩破坏规律及地表变形研究

文章以某铁矿为工程背景,采用PHASE 2D有限元软件建立数值模型,研究了不同充填率影响下倾斜矿体覆岩破坏特征及地表变形规律,拟合了地表下沉量与充填率的关系。数值模拟结果表明:充填率是围岩稳定性及地表变形的重要影响因素,随着充填率的增大,地表垂直位移和水平位移都显著减小。     

富水千枚岩隧道围岩变形特征及基准

基于富水千枚岩地层隧道开挖极易引发的大变形问题,采用离散元软件3DEC对三台阶临时仰拱法开挖及支护措施进行数值模拟,根据现场监控量测数据,对隧道围岩开挖变形规律进行分析,并提出相应控制措施。结果表明,围岩开挖主要变形在中台阶开挖后,下台阶开挖前,占比达60%,且最大变形与仰拱封闭成环速率成正比,临时仰拱对控制上中台阶沉降有较为显著的效果。     

掘进工作面过断层运输与回风巷道支护及效果分析

断层破碎区巷道有效支护对于煤矿安全生产具有重要意义.以山西沁和能源集团九鑫煤业有限公司205工作面运输与回风巷道过断层为试验对象,采用分析法对工作面运输与回风巷道过断层进行分析.提出冒落区顶板注浆治理、破碎围岩超前预注浆、锚杆+锚索+网的联合支护方式并对支护后的巷道围岩变形进行监测.监测结果表明,巷道顶板下沉量为60 m m、底鼓量为50 m m、两帮移近量为81 m m,巷道变形量较少,巷道得到了有效控制.     

条带充填开采支巷快速掘进支护技术

以山西三元煤矿1#充填工作面的具体工程地质特征及生产技术条件为背景，在保证巷道安全稳定的前提下，提出一种能够科学匹配沿空掘巷围岩现场实际变形破坏的新型支护理念与关键技术。结果表明：巷道掘出后围岩塑性区主要分布于巷道两帮及顶底板，巷道两帮的破坏主要是剪切破坏, 顶板处几乎没有塑性区的分布，底板塑性区分布较广泛，导致破碎岩层发生比较强烈的扩容变形，从而进一步加剧了帮部围岩和巷道肩窝的破坏变形。根据锚杆锚索长度计算原理图，并结合1#充填工作面顺槽巷道掘出后扰动应力分布曲线图，最终确定锚杆锚索参数。     

浅埋大断面小净距隧道支护受力特性实测与模拟研究

浅埋大断面小净距隧道围岩稳定性差,加上相邻隧道间相互扰动频繁,支护结构受力复杂,极易引发隧道塌方与地表变形等问题,严重威胁隧道施工安全。以重庆海天堡隧道为背景,采用现场监测与数值模拟相结合的方法,对浅埋大断面小净距隧道围岩压力与复合式衬砌内力的施工响应规律进行研究。结果表明：相邻隧道施工相互扰动明显,后行隧道核心土开挖对先行隧道围岩压力释放影响最为显著;先行隧道支护可通过加固围岩实现小净距隧道压力拱水平减跨,进而提高后行隧道围岩承载力;针对浅埋大断面小净距隧道开挖,双侧壁导坑法可有效控制围岩变形及压力释放。基于该隧道开挖方法的围岩压力及支护受力施工响应规律可为施工方案的优化提供借鉴与参考。     

11041工作面回风巷锚杆支护设计

锚杆支护设计合理与否是建设安全高效矿井重要一环。本设计根据工作面地质条件和开采条件,结合现场工程实践和矿压观测情况,采用理论计算和数值模拟相结合的方法进行初步巷道锚杆支护设计。并根据矿压观测数据进行分析,优化锚杆支护设计方案,得出合理的锚杆支护设计方案,有效的控制了巷道围岩变形。     

高地应力下掘进巷道全排锚索支护工艺的研究与应用

随着我矿井巷工程向煤层深部开采工作的进行,井下围岩条件恶化,压力显现剧烈,为了更好、更快、更安全的进行井巷工程的施工,在革新支护工艺的前提下经过查阅资料与分析研究后决定在工作面实验及推广高强度全排锚索一次性支护工艺,来维护工作面压力剧烈显现的巷道顶板．以便探索出矿压显现剧烈巷道支护的新路,来适应我矿越来越恶劣的地质条件。     

不同开挖法对某隧道开挖的围岩稳定性分析

为研究不同开挖法对色季拉山隧道开挖的围岩稳定性的影响,对比分析两台阶开挖法、三台阶开挖法和全断面开挖法在开挖过程中围岩的应力变化及变形情况。基于钻孔SJLSZ-1位置处岩石样品的岩性参数,结合隧道相关支护数据,利用Geo-Studio软件中的SIGMA/W模块分别对该隧道不同开挖法开挖进行数值模拟,并分析隧道开挖的稳定性。结果表明：3种方法在开挖过程中以及全部开挖后,掌子面围岩XY位移主要集中在隧道的顶部及仰拱,而最大主应力主要集中在隧道的左拱腰以及右拱腰;对比云图变化及监测点数据,全断面开挖法的XY位移量最小,拱顶24.8 mm,右拱脚28.3 mm;应力变化最小,左拱腰690.303 kPa,右拱腰721.171 kPa;综合数值模拟分析过程中监测点的位移数据以及应力数据发现,全断面开挖法为隧道的最优开挖方法。研究结果可为类似隧道开挖提供参考。     

神府矿区浅埋薄基岩煤层沿空留巷技术的应用研究

沿空留巷无煤柱开采技术是一项先进的采煤技术,该技术具有一系列优点,得到了越来越广泛的应用。由于沿空留巷技术还是一项正在逐步发展的技术,在实际工程应用与研究过程中仍存在诸多需要解决的问题。陕西省神府矿区新民开采区的埋藏浅、基岩薄,具有厚松散层,对沿空留巷研究尚不够深入,制约了沿空留巷技术的发展与应用。本文针对神府矿区新民开采区浅埋薄基岩煤层的沿空留巷技术开展研究,为沿空留巷技术大范围推广奠定基础。     

强夯振动对临近建筑物振动影响的数值模拟研究

文章结合某一强夯工程实例,利用BIM技术中MIDAS数值软件模拟了在强夯冲击荷载作用下,产生的振动对临近建筑物的受力和变形影响。分析了在一定受力、变形特征的各因素,探讨了强夯振动对临近建筑物的影响程度;提出合理的强夯设计施工参数、强夯安全施工距离及有效的减振隔振措施,为今后类似的工程的设计与施工提供借鉴与指导。     

软岩隧洞开挖变形的模拟

本文以某引水工程引水隧洞为研究背景，首先描述了基本的地质条件情况，然后在理论分析的基础上，与数值模拟相结合对软岩变形问题展开了数值模拟和研究，比较了三种准则下的位移情况，并对软岩隧洞变形量监测值和数值模拟值做了比较研究。     

断层破碎带软岩巷道锚注加固技术研究

处于断层破碎带的围岩松软破碎,巷道在单一锚网支护形式下难以形成有效的结构承载体控制围岩变形,巷道变形严重,变形时间长。基于从提高围岩强度、改善围岩物理力学状态和整个支护结构稳定性角度出发,针对围岩深浅部围岩不同破碎程度,对巷道采用深浅孔充填注浆、锚网支护、锚索强化和复喷进行加固。矿压观测表明:采用锚网索加深浅孔注浆加固技术后,巷道顶底板移近量不超过8mm,两帮移近量不超过10mm,围岩控制效果明显,有效解决了巷道围岩变形严重问题。     

岩巷工作面简易超前支护的研究与应用

岩巷掘进顶板事故在煤矿事故中占居前列,为提高超前支护强度,通过事先防范的预防顶板事故途径,在东翼煤柱集中运输巷掘进工作面采用超前临时支护．保证工作面作业人员的安全。减轻操作人员的劳动强度,防止了掘进工作面冒顶事故的发生。     

深部强采动大巷硐室修护补强技术——以万家庄煤矿为例

以万家庄煤业2#煤层深部强采动一号变电所硐室为工程背景,探究深部大巷硐室强采动破坏机理及强采动围岩稳定性控制原理,分析深部强采动大巷硐室修护补强方案,并结合现场工业性试验优化相关支护技术参数。研究结果表明：2#煤层顶板为复合软岩顶底板,极易受到采场周围的岩层运动、应力集中和应力重新分布的影响,导致一号变电所硐室围岩矿压显现剧烈;煤壁前方支承压力幅值随着远离工作面呈现出近场快速增加、远场缓慢降低的趋势;硐室受到的采动影响较为剧烈,在两翼工作面回采期间,围岩最大变形量为155.8 mm,支护效果显著改善,有力地保障了工作面安全高效回采。     

近距离煤层分层开采巷道矿压控制研究

神东矿区矿井地处神府-东胜煤田,煤层埋深较浅,层间距较近,分层开采过程中极易受到上下煤层的影响,巷道围岩变形严重,对矿井安全生产造成较大影响。神东布尔台煤矿地质条件较为复杂,顶板岩性较差,在矿井开采初期,多次发生冒顶、巷道变形等情况。本文结合布尔台矿回采过程中遇到的问题,对巷道支护原理进行分析,提出矿压控制的有效措施,在实际生产中起到了显著的效果。     

超大跨度变断面隧道围岩力学动态响应与开挖步序优化数值模拟研究——以苏州七子山隧道为例

为了保证超大跨度变断面隧道的施工安全,同时兼顾施工便利性及施工效率,依托苏州长江路南延工程-七子山隧道工程,针对连拱转大跨段开挖过程中拆除或保留临时支撑,以及超大跨度段的是否调整优化开挖步序这两种工况,采用FLAC3D开展数值模拟研究,从围岩位移和围岩应力两方面进行对比分析。研究结果表明：以上两种工况下,围岩位移和围岩应力均存在明显差异;在连拱转大跨段,开挖过程中保留临时支撑围岩所受扰动更小,围岩应力变化较小;在超大跨度段,开挖步序优化方法的拱顶最终沉降值减小了8.60%,仰拱最终隆起值减小了4.01%,左边墙和右边墙最终水平收敛值分别减小了9.42%和16.70%,且优化方法的各测点围岩应力变化相对较小。根据得到的对比分析结果对现场施工提出优化建议：对连拱转大跨段,随开挖过程保留临时支撑,同时为保证施工便利性,采用门式拱架作为临时支护手段;对超大跨度段,采用优化的开挖步序进行施工,可进一步降低围岩扰动,提高施工安全。     

浅析复杂地质条件大断面煤巷锚网支护技术

复杂地质条件下大断面煤巷支护，是当今地下工程界中一项复杂的技术难题。禹州枣因煤业23081机巷由于断面大、煤层松散、地质构造复杂等因素，导致原支护方法巷道推进缓慢、稳定性差，严重影响到了快速安全的掘进要求与回采的使用要求。本文结合23081机巷的工程实例。分析了原支护方案中存在的问题和该类巷道支护的难点，并提出了“锚＋网＋钢带”的联合支护设计方案。经过现场实际监测数据表明。该支护方案可以良好的控制复杂地质条件下大断面煤巷的围岩变形，并保证了巷道的稳定性，具有良好的经济效果、安全效果和技术效果。     

基于FLAC3D隧道初期支护方案研究—以青医西院区站隧道为例

利用FLAC3D软件建立两种不同初期支护方式作用下的隧道模型,对隧道的开挖与支护过程进行模拟,分析围岩与支护结构的受力和变形,对比其应力分布和围岩位移情况,选出更为合理的支护方案。研究发现：预应力锚杆能够及时为隧道围岩提供支护作用,不存在支护时效的问题,而普通水泥砂浆锚杆需等地层产生变位后才能发挥作用。