巷道开挖过程的三维有限元分析

利用Hoek-Brown岩体破坏准则,根据岩石试件的力学参数整合出岩体的力学参数,并建立三维有限元模型,以整合出的参数为依据进行数值计算.计算模型首先根据海姆假说设定原岩应力,而后利用"单元生死"技术较为真实得再现了巷道开挖过程.文章重点分析了无支护条件下,开挖引起的巷道围岩应力场、位移场重新分布的规律,为合理确定巷道支护参数提供了初步的有限元分析依据.     

潞新矿区地应力测试及分析

煤岩体地质力学参数是一切与岩体力学有关的理论研究、工程设计及施工的基础，它的准确性直接影响巷道支护的设计。水压致裂地应力测试表明：潞新矿区井下应力场在量值上属于中等偏低应力值区域，水平构造应力占优势，矿区应力场量值和应力场类型区域差异明显。通过巷道围岩地质力学研究为今后全矿各工作面的巷道布置、支护设计、施工维护等提供基础参数和科学依据，增强矿区巷道锚杆支护设计的科学性和合理性。     

基于强度折减法和ANSYS的巷道稳定性分析

现如今,基于强度折减原理的数值分析方法在边坡稳定性的研究取得很大进展,而应用强度折减法对巷道稳定性分析方面的研究还是比较少见。这篇文章以某煤矿为工程实例,采用强度折减法,借助数值分析软件ANSYS,分别对某煤矿顶底板坚硬而两帮柔软的巷道实例的稳定性进行分析。按照强度折减法改变岩体的力学参数,使其达到极限平衡状态,此时的折减系数即为安全系数。计算结果表明,特征部位位移突变、计算数值不收敛和塑性区出现"类贯通区"是巷道失稳的判断依据,综合考虑这三个条件,可以较好的判断巷道是否稳定。这种方法可以定量评价该巷道的稳定性,为巷道支护提供依据,相对于经验法有了很大提高,也可用于评定设计的合理性,改进支护参数和施工工艺。     

邻近既有采空区新建工作巷道稳定性分析

临近既有采空区新建巷道的开挖必将对既有采空区的稳定性及其围岩应力状态产生明显影响，确保开挖过程中新建巷道以及既有采空区的稳定性具有重要工程意义。采用ANSYS数值分析软件建立相互影响力学模型，获得了新建巷道开挖引起的应力重分布规律。新建巷道改变了采空区顶板局部范围内的应力分布规律，但并不改变整个采空区围岩的应力分布趋势。通过岩体单元应力安全系数的比较分析，确定新建巷道距离采空区项板的最小安全距离为18～20m。     

金川深部巷道围岩稳定性数值模拟研究

文章以金川二矿区正在进行开拓施工的1 000 m水平位置巷道为研究对象,利用有限元分析软件,通过数值模拟计算对比分析,探索深部巷道在高地应力、破碎围岩条件下,岩体开挖与渗流作用对围岩应力和变形的影响,同时分析两者之间的影响关系。结果表明:巷道开挖引起的围岩应力重分布对渗流场分布规律有显著影响,但渗流场的变化对围岩的变形及应力分布规律影响不大。因此,就硐室开挖而言,力学过程对渗流过程的影响是主要的,而渗流过程对力学过程的影响则处于次要地位。     

下石节煤矿回采巷道支护工艺优化的成功应用

通过在下石节煤矿回采巷道中对支护工艺进行优化的尝试,根据观测结果,分析原因,总结出了部分技术经验,为回采巷道支护参数的设计提供了一定的参考依据。     

昆明基坑开挖对邻近建筑物变形影响

结合昆明某具体工程实例,利用plaxis有限元软件,基于土体HS模型分析"放坡+桩锚"支护下深基坑开挖过程中支护结构的变形及其对临近建筑物的影响。与实际监测结果对比表明:采用的计算模型及参数是合理的,模拟与监测结果具有一定的一致性,可以为昆明地区深基坑开挖影响邻近建筑变形预测提供参考。     

长江漫滩区深基坑开挖引起地层和支护结构变形分析

南京江北新区某基坑设计开挖深度为6.35m，由于施工场地周围为道路围绕，地下水位埋深浅且地下含水量将为丰富，对基坑开挖极为不利。本文针对该漫滩区基坑，基于地质勘察、测试及室内试验得到的土层物理力学参数，采用小应变硬化本构模型进行有限元数值分析，研究了双轴搅拌桩结合坡面挂网喷浆止水的支护效果。结果表明，基坑底部隆起（31.42mm）和支护结构水平变形（7.6mm）均满足施工要求。     

急倾斜矿体持续开采对空区上覆岩层的影响

开采扰动下采空区上覆岩层将产生位移和应力的重新分布。为研究云南某急倾斜铁矿在持续开采下空区上覆岩层移动和破坏情况,根据实验室试验得到的矿山岩体力学参数,建立了矿山有限元模型。对矿体的开采进行了模拟,得到该矿体逐层开挖后上覆岩层最大主应力和地表下沉值的分布图,综合分析急倾斜矿体持续开挖对采空区上覆岩层产生的影响。     

广西某高岭土露天矿最终边坡稳定性分析

以广西某高岭土露天矿为工程实例，通过室内岩石力学实验和现场工程地质调查相结合，采用RQD和RMR法对边坡岩体进行岩体质量评价，基于广义Hoek-Brown准则利用RocLab软件计算边坡岩体力学参数，基于极限平衡法利用Slide软件对最终边坡三种工况的稳定性进行分析。结果表明：最终边坡稳定性较好，采场边坡参数选取可行，可为同类矿山提供参考。计算结果为矿山的边坡防护与治理提供依据。     

数值模拟在陶二煤矿深部回采巷道支护技术中的应用

矿井进入深部开采过程中矿山压力是影响巷道支护可靠性的主要因素。近几年来陶二煤矿在深部开采过程中部分采准巷道开挖后表现出巷道变形量较大，支护参数确定困难，2217下巷掘进工作面应用非线性数值模拟软件进行巷道支护设计,通过工业试验，巷道变形量得到有效控制，满足了安全生产要求。     

邻近既有采空区新建工作巷道稳定性分析

临近既有采空区新建巷道的开挖必将对既有采空区的稳定性及其围岩应力状态产生明显影响,确保开挖过程中新建巷道以及既有采空区的稳定性具有重要工程意义。采用ANSYS数值分析软件建立相互影响力学模型,获得了新建巷道开挖引起的应力重分布规律。新建巷道改变了采空区顶板局部范围内的应力分布规律,但并不改变整个采空区围岩的应力分布趋势。通过岩体单元应力安全系数的比较分析,确定新建巷道距离采空区顶板的最小安全距离为18～20m。     

管棚施工优化分析

管棚施工是目前地下工程施工中较为常用的支护方式,尤其是对于通过危险地带的巷道可以产生良好的支护效果,但是对于管棚施工参数的选择,大多数情况下仍然采用工程类比法进行参数的确定。本文以山西平朔安家岭煤矿9煤2号井主运大巷通过陷落柱段巷道施工为例,利用ANSYS进行三维数值计算,模拟巷道的开挖过程,最后利用正交优化实验方法对管桩的参数进行优化选择,供工程实际参考。     

枣泉煤矿西井巷道围岩地应学分布形式与分析

地应力是影响地下工程稳定性的重要因素,它是各种地面、地下工程以及边坡稳定支护工程等的重要设计参数,影响岩土工程安全性和稳定性的最重要的因素之一[1]。要获取某一区域精确的地应力资料,必须进行地应力测量。巷道围岩变形和破坏取决于地应力、围岩性质及支护方式。地应力的大小和方向对巷道围岩稳定影响极大。地应力测量是确定工程岩体力学属性,进行围岩稳定性分析,实现地下工程开挖设计科学化的必要前提。     

原型监测在官地引水发电系统工程中的应用

雅砻江官地水电站引水发电系统工程处于高地应力区,最大主应力量值达39.63MPa,部分洞室断层、错动带分布较多,缓倾错动带与高倾度裂隙相互切割,使得洞室开挖支护难度加大,合理选择开挖支护参数就显得尤为重要。本工程根据地质特性,各洞室的分布特点及洞室结构利用原型监测手段对洞室开挖支护过程中以及开挖后岩体的应力应变变化情况进行监控。针对异常情况,通过对监测数据的分析,合理调整开挖爆破参数,调整或优化支护参数,对工程的施工过程和运行进行预警与监控,保证工程施工的安全、顺利进行。     

反向施工大断面交岔点加固技术的研究与应用

本文针对平煤股份六矿——440大巷围岩软弱地质特征、结合目前支护领域内的新工艺、新理论，针对巷道大断面变形机理，研究提出相应的围岩控制方案。对于这种岩体破碎松软、具有持续变形、围岩流变特性的巷道，解决问题的关键是：在提出科学控制巷道流变机理基础上，选择好正确的技术路线、采用创新的支护技术并确定合理的支护参数进行验证。根据巷道表现出持续大变形、长时间流变特征，研究制定具有组合创新的锚喷＋36U大五节拱形棚＋浅孔、深孔注浆联合支护大变形巷道的治理方案。     

深部高应力软岩巷道围岩控制技术研究

针对某矿深部高应力软岩巷道两帮移近量大,变形破坏严重,部分地段底臌严重的现象,通过大量的现场地质调查和软岩力学性质试验,分析研究了深部高应力软岩巷道变形失稳机理;通过理论分析和相似材料、数值模拟确定了该矿软岩巷道围岩控制方法及高应力软岩巷道最佳支护方式、支护参数和最佳支护时机.为相邻矿井及相似地质条件下巷道围岩控制提供参考依据.     

有岩爆倾向的交叉巷道支护措施数值模拟分析

交叉巷道暴露面积大,开挖表面光滑性差,是应力集中的多发区域,在脆性岩体环境下容易发生岩爆。合理的支护方式能改善围岩环境,防止岩爆发生,在选择支护方式上采用flac3D数值模拟软件对不同支护方式进行分析比较,同时使用FISH语言从能量、应力等方面岩爆预测判据内置于所建模型的单元体内,在比较岩爆判据的灵敏性的同时优选出合适的韧性支护方式。该分析方法在使用岩爆判据来优选支护结构,优化支护方式做出了尝试,效果明显。     

深部软岩巷道锚注支护的数值模拟研究

文章针对淮南矿业集团谢一矿轨道大巷岩巷返修工程破坏的具体条件,分析了深部软岩巷道工程岩体的物理力学特性。运用三维有限差分数值计算软件(FLAC3D),再现了巷道原支护破坏过程,研究了深部软弱围岩巷道的变形破坏机理,最终提出了谢一矿深部软岩巷道稳定性控制对策——"锚注一体化"耦合支护技术。工程实践证明,该技术能有效控制谢一矿深部软岩巷道的破坏,为矿区进入深部开采后的安全生产以及可持续发展提供了理论与实践基础。     

大断面软弱顶板回采巷道锚杆支护技术实践

文章论述了从现场地质条件出发，在理论分析的基础上运用工程类比法，设计出大断面软弱顶板回采巷道锚杆支护参数，经现场实测信息反馈，参数设计合理，能满足生产要求，为类似条件巷道的杆支护参数设计提供了借鉴。