基于白垩系围岩巷道变形机理及支护技术研究

为研究白垩系岩层性质,解决白垩系岩层围岩巷道变形严重、支护困难等问题,本文以内蒙古地区某煤矿为研究背景,通过理论分析白垩系围岩岩石的破坏机理,推导出拉伸破坏以及剪切破坏的极限条件。利用FLAC3D数值模拟,对围岩巷道应力场、塑性区、巷道位移量进行数值模拟分析。结果显示,垂直应力值均为负值,意味着围岩四周应力处于压应力状态;塑性区影响范围较小,说明剪切应力出现在巷道顶底板以及两帮;垂直位移、水平位移量较小,围岩变形控制效果良好。最后,通过现场对巷道位移变形量和锚杆锚索的锚固力大小进行观测,对支护方案进行现场验证,确定采取“高预应力锚杆、锚索、锚网、W钢带、钢筋梯子梁”等联合支护方案比较合理,为此类围岩巷道的围岩变形控制提出有效方案。     

深部巷道围岩塑性区数值模拟研究及支护设计

依据西一采区运输上山地质条件采用Flac3D模拟了巷道围岩塑性区的分布,结果表明：该组巷道围岩塑性区分布具有对称性,底板发育范围小于顶板,中间巷道轴线左侧塑性区大于右侧,巷道围岩呈剪切拉伸复合破坏。在数值模拟的基础上进行了支护设计,对巷道支护方案的选取提供了依据。     

松软破碎围岩环境高地压巷道修复技术研究

安徽恒源煤矿二水平北翼总回风巷风桥斜巷处于一大型断层影响带内,巷道压力大,围岩破碎,巷道支护困难。提出采用U型棚与锚索、注浆联合支护,并设置反底拱的支护方案,形成全封闭支护形式。通过数值计算分析确定了修复前巷道围岩塑性区范围,为合理确定锚索支护深度提供了依据,结合现场观测结果表明该支护方案能够有效控制松软破碎围岩环境下高应力区巷道的围岩变形。     

禹州煤田软弱厚夹层顶板煤巷控制技术研究与应用

以禹州煤田软弱厚夹层顶板煤巷为研究背景,分析巷道失稳破坏影响因素,得到巷道失稳破坏的影响因素主要有巷道围岩软弱、巷道围岩应力较大以及支护方式不合理。探究煤巷顶板软弱厚夹层情况,并对软弱厚夹层顶板煤巷支护方案及断面进行优化设计,顶板采用梯次锚网索+W钢带支护,帮部采用锚索注浆加固联合支护方式。现场监测结果表明,采用优化支护方案后,巷道围岩变形量较小,变形速度明显较低,围岩控制效果较好,可有效保障巷道安全使用。     

近距离采动影响下松软破碎煤层巷道支护技术研究

为了研究近距离采动影响下巷道支护技术,采用数值模拟的手段分析了巷道受动压影响时围岩应力变化情况,发现巷道所处区域应力水平为原岩应力的1.8倍左右,巷道顶板出现的拉应力区是巷道顶板破碎的主要原因,并分析出高强锚杆支护系统可有效控制围岩变形。井下试验结果表明,1552工作面回风巷采用高强锚杆支护系统巷道变形量只有40mm左右,有效解决了1552工作面回风巷的支护技术难题,为近距离采动影响下松软破碎煤层巷道支护提供了科学方法。     

深井高应力岩巷破坏特征及修复技术

针对陈四楼煤矿高应力岩巷变形剧烈,破坏形式多样化这一现象,通过详细的分析地质资料和现场调研,总结出巷道变形破坏的特征并分析出导致巷道破坏的主要因素,从而针对性地提出了围岩强化支护技术。采用多样化的支护方式和合理的支护参数设计,限制围岩进一步松散破碎变形,维护巷道的长期稳定。经过6个月的现场观测表明,高应力岩巷破坏情况得到了有效的控制,保障了矿井的安全生产,取得了良好的社会效益和经济效益。     

山不拉煤矿含软弱夹层顶板切顶留巷变形控制研究

软弱夹层的存在导致巷道顶板易发生变形失稳破坏。目前对巷道围岩稳定性的控制,过于强调支护材料对于围岩变形的控制,效果并不明显,常发生顶板整体下沉、崩塌、垮落等顶板事故。本文将采用理论分析和数值模拟,对巷道围岩变形应力场特征进行研究。首先,根据含软弱夹层的复合顶板的结构特征,分析煤巷巷道围岩的变形情况。再使用FLAC3D数值模拟软件创建计算模型,模拟分析不同软弱夹层分布状态对巷道稳定性的影响,得到巷道围岩的变形失稳及破坏特征。最后,根据理论分析和数值模拟分析结果,为制订更科学合理的支护方案提供科学依据。     

深部开采矿井回采工作面覆岩变化规律研究

矿井进行深部资源开采时,其矿山压力规律与浅部有一定区别。因原岩应力的增加,导致深部矿井岩体的流变性增强,从而使深部矿井开采过程中的巷道围岩在表观上呈现松软、破碎的状态,甚至某些巷道围岩明显呈现软岩的特征。同时,回采过程中,采掘空间的周围会产生集中应力即支承压力。支承压力将沿回采工作面推进方向传播,使巷道受到不同程度的一次或多次支承压力影响,引起巷道围岩在一定程度及阶段内处于应力集中状态,破坏区和塑性区范围逐步扩大,致使巷道难于维护。     

回采巷道非对称变形理论分析及支护建议

煤矿开采过程中,会引起应力的重新分布。本文通过理论分析,研究了不同侧压系数下以及相同侧压系数不同主应力方向下的围岩塑性区形态变化,根据研究结果对巷道支护提供建议。     

过断层破碎带巷道围岩稳定性控制数值模拟研究

某矿103采区巷道过断层破碎带时，围岩出现大变形，支护难度大。为了防止巷道掘进后围岩发生较大的流变变形，出现底鼓，提出了“锚喷索注+底板注浆”的全断面联合支护技术。通过FLAC3D数值模拟软件，对比分析了U型钢支护、锚喷索支护和锚喷索注+底板注浆联合支护三种方案的支护效果，结果显示：相比前两者的支护方案，锚喷索注+底板注浆支护技术在巷道围岩全断面内形成了注浆加固圈，提高了巷道顶底板及两帮围岩的承载能力，减少了巷道底板围岩内的卸压区范围和应力集中系数，有效控制了巷道围岩的变形与破坏。     

基于数值模拟的巷道支护参数优化设计

采用数值模拟方法模拟了3种不同支护方式下许厂煤矿4302轨道巷围岩变形及应力分布情况,并择优选择了锚网基础支护、预应力锚索加强支护的支护方式。经现场工程实践验证,此种支护方式能够有效地控制巷道围岩变形,改善巷道顶底板及底角受力状态。     

小煤柱沿空留巷围岩变形特征数值模拟分析

采用有限元软件FLAC3D对小煤柱沿空留巷巷道围岩进行非线性数值计算,分析沿空巷道在上区段和本区段工作面回采期间的应力、位移、塑性区分布规律,得出小煤柱沿空留巷巷道围岩破坏首先从弱结构体（小煤柱）开始破坏,并具有明显的剪胀性,破坏形式主要以两帮煤岩体向巷内滑移挤入、整体外鼓为主,但小煤柱完全破坏前内部仍存在弹性核区,具有一定的支承能力,如采取有针对性的支护方案维护小煤柱稳定,即可确保整个沿空巷道总体变形量在可控范围之内;数值模拟结果与前人的现场研究成果有很好的一致性。     

浅谈孤岛工作面的围岩控制技术

孤岛工作面处于应力集中区域布置，受不同方向支撑压力的叠加，采动过程中工作面的上下巷道围岩处于流变状态，并且受到高应力作用而加剧变形，巷道围岩呈现大地压、大变形、难支护等特点，常规的锚网支护已难以控制巷道围岩的变形，也不能满足安全生产的需要，因此，本文提出了煤巷围岩的控制技术和方法。     

深井岩巷遇断层穿越顶底板时的围岩稳定性特征分析

针对国内某大型矿井岩巷掘进的地质特征,利用理论分析和数值计算相结合的方法分析该巷道掘进过断层时,围岩的应力场、位移场和破坏区分布及围岩的稳定性特征,研究表明:未过断层时拱底和拱顶围岩破坏区域较大,尤其是在巷道拱底,由于拱底是平面的原因,在拱底出现了大范围的拉伸破坏区域,在巷道的两个墙角围岩破坏范围虽小,但是围岩的破坏程度非常大,巷道的主要支护和预防变形破坏区域为巷道的底板;过断层时巷道破坏区域主要变现为由原来的底板拉伸破坏区域变为两帮强压剪破坏,巷道顶板在断层面上出现大的错动位移,巷道围岩破碎区域远远大于未过断层地段,巷道的支护重点应放在两帮和顶板。     

深埋厚煤层坚硬顶板巷道变形机理分析

为确定黄陵二号煤矿回采巷道变形机理,以黄陵二号煤矿二盘区211工作面为研究对象,采用现场实测、理论计算和数值模拟等研究方法对211工作面回采巷道变形进行了研究。研究得出：211回风巷为二次动压巷道,二次动压巷道采动影响造成围岩应力集中是围岩变形破坏的主要原因。211回采巷道水平主应力对巷道顶底板的影响作用大于对巷道两帮的影响,垂直应力对巷道两帮的影响作用大于对顶底板的影响。合理的巷道支护参数和锚杆锚索支护系统的高预紧力是保证支护效果的关键。     

煤矿井下巷道支护方式及架设金属棚支护技术

在开掘巷道时,因采掘工程破坏了原岩应力而引起围岩应力重新分布,采掘工作面周围岩体承受较高的应力,煤矿巷道支护是必然的。依据支护的原理,巷道支护可分为支撑式和补强式。本文主要阐述了架设金属棚的操作技术要领及要注意的几个问题。     

软岩巷道围岩变形控制浅谈

软岩巷道围岩具有复杂多样性,支护手段不可单一,不能紧靠一次支护一蹴而就。软岩巷道支护要在控制之下产生合理塑性圈,从而使围岩形变能得到释放。合理的巷道走向、位置以及断面形状也十分重要。     

向斜区高应力巷道围岩变形规律研究

通过向斜区顶板稳定性理论,得到王庄煤矿9106运巷向斜构造区底部区域具有巷道冒顶的可能性;针对此围岩变形的问题,采用FLAC3D数值模拟软件分析方法,研究构造应力影响下距向斜底部不同位置巷道的变形规律,得到加强支护关键部位,对现场实践有指导意义;同时提出在向斜底部采用注浆加固的巷道支护方案以减小向斜底部巷道的变形,经数值模拟验证后,围岩控制效果好,该方案可行;根据现场测站监测,巷道围岩整体最大变形为180mm,巷道变形在35d后移进量趋于稳定。     

卸压槽在近水平煤层回采巷道底鼓治理中的应用效果研究

回采巷道在生产过程中时有底鼓现象的发生,严重制约煤矿安全生产。针对这种现状,根据应力转移原理对底板开挖卸压槽防治底鼓技术进行分析,采用高强度支护巷道围岩,并在巷道底板开挖卸压槽对巷道底鼓现象进行治理。实践证明在巷道底板中开挖卸压槽防治巷道底鼓是一种很有效的方法,但其施工工序相对复杂,且卸压槽参数确定比较困难,没有统一的标准,在治理巷道底鼓方面应用相对较少。本文以近水平煤层回采巷道底鼓现象为研究对象,对回采巷道开挖卸压槽进行底鼓治理进行数值模拟,模拟结果表明,高应力巷道周围岩体的变形得到了有效地控制,该技术有效地解决了高应力巷道底鼓问题,维护了巷道的稳定性,保证了矿井的安全生产。     

高地应力松软围岩巷道支护研究与实践

本文结合各大矿区巷道支护实践,提出"锚注"支护方式来进行高地应力软岩巷道围岩控制。该"锚注"支护方式在河南某矿进行了现场试验,结果表明,通过"锚注"可以有效对高地应力软岩巷道围岩进行控制,在该支护方式下的围岩变形仅为原"锚网喷"支护方式下的1/10~1/8。