金川二矿区3个中段协同开采巷道变形破坏特征研究

为研究金川二矿区3个中段协同开采巷道变形破坏特征,通过现场调查、数值计算及理论分析,对二矿区3个中段协同开采巷道位移变化规律、应力分布特征、塑性破坏范围以及巷道变形破坏原因进行研究。结果表明:金川二矿区3个中段协同开采过程中,中间中段巷道变形破坏最显著,下部中段次之,上部中段最小;不同中段巷道变形破坏具有区域性,上部中段与中间中段巷道中部变形破坏明显,下部中段巷道东西部变形显著;各中段巷道变形破坏呈明显非对称性,巷道近扰动侧边帮变形破坏较远扰动侧边帮更显著;协同开采扰动、地应力及矿岩条件是导致协同开采巷道变形破坏的主要因素。研究结果可为金川二矿区3个中段协同开采巷道安全控制提供一定理论依据。

基于物联网的光纤传感煤矿巷道变形监测系统

为减少顶板事故的发生,设计了一种基于物联网的光纤传感巷道变形监测系统。该系统实现了“感”“传”“警”一体,能实时、客观地监测巷道具体变形情况。利用光纤的光无源特性,在矿井下可以解决带电设备的用电安全问题,搭建了本设计系统。通过实验室模拟测试,本监测系统可以准确地监测巷道变形的程度,同时对巷道变形具有良好的预警效果,误差小于0.5%,具有良好的实时性与准确性,为煤矿巷道安全监测提供了一种可实施性高的应用方案。

断层破碎带巷道变形分析与优化支护设计

断层是煤矿开采过程中常见的地质构造之一,受断层破碎带影响的巷道稳定性差、变形严重。通过对青云煤矿020202工作面运输顺槽YF1断层破碎带的变形特征进行分析,探讨了该断层带裂隙发育的情况,可以得知,其由于少量渗水导致了断层带泥化、承载力下降,从而造成了巷道变形。针对该情况,优化了支护设计,在巷道底板增加了注浆锚索,提高了巷道围岩的承载力和稳定性,不仅保证了工作面的安全生产,而且为后续巷道过断层提供了技术参考。

不同影响因素下巷道变形特征模拟研究

以王晁煤矿16层煤开采巷道为背景,基于正交试验通过FLAC^(3D)数值模拟软件建立巷道变形破裂演化的计算模型,系统研究了不同巷道断面形状、巷道断面尺寸、巷道断面宽高比对巷道围岩变形、破坏和应力演化规律的影响。模拟结果表明,各参数对巷道变形破坏影响的显著性次序为巷道断面大小>断面形状>断面宽高比;巷道断面大小是影响巷道变形破坏的最主要因素,断面大小与巷道的变形和破坏呈正相关;椭圆形断面巷道最为稳固,塑性区发育高度和最大垂直位移量显著小于直墙半圆拱断面巷道与矩形断面巷道;断面宽高比对巷道变形破坏影响较小,但对最大垂直应力的产生影响较大。研究揭示了不同巷道断面对巷道围岩变形破坏演化规律,可为煤矿巷道设计提供参考。

基于三维重构技术的巷道变形测量方法

传统煤矿巷道变形测量方法具有一定的片面性,测量精度低,误差较大,无法满足当前智能化测量要求。基于此,设计了一种基于三维重构技术的巷道变形测量方法。通过分析三维激光扫描原理,通过三维激光扫描仪来完成巷道的原始点云,采用双边滤波和最远点采样(FPS)算法对原始点云进行滤波去噪和精简,并利用自适应下采样的全局优化ICP配准方法来完成点云的配准,从而完成巷道结构的三维重构和测量。实验结果表明:三维重构结果与巷道实际结构较为一致;5期测量数据中,最大变形量为11.64 mm,测算精度高且误差较低,满足巷道智能化测量需求。

回采巷道变形破坏机理及其支护方法研究

为解决回采巷道变形破坏问题,结合某矿井工作面回采巷道实际情况,在分析其变形破坏机理的基础上,提出有效的支护方法(即非对称耦合支护),并经过模拟和实践验证了该支护方法的有效性,以期为相关人员提供参考。

丘陵盖山极近距离煤层开采巷道变形特征与规律研究

极近距离煤层开采,下位煤层顶板受上位煤层开采及遗留煤柱的影响而严重破坏,且下位煤层巷道受丘陵地形盖山厚度起伏的影响,来压剧烈,支护困难。以西铭矿8^(#)、9^(#)极近距离煤层开采为工程背景,通过数值模型计算分析了不同盖山厚度下煤层开采后的应力分布与巷道变形特征及规律。研究表明,盖山厚度从250 m增加到350 m,工作面推进至监测断面时的巷道断面积减少了10.9%,断面收缩率增长呈减缓趋势;在采煤工作面前方20 m左右,巷道断面收缩率呈指数型快速增长,巷道顶板和右帮变形严重,顶板呈倒三角形下沉,表明需提前进行加强支护。

煤矿受二次动压巷道变形支护技术及底鼓机理方案研究

煤矿受二次动压巷道变形支护技术及底鼓机理方案的研究,其主要目的是为了进一步提高煤矿在开采作业当中的安全性和效率。近年来我国煤矿行业的发展相较于以往来说,不仅在各项科学技术的支持下,实际开采效率得到大大的提高,同时还能通过各项安全保障措施,保障煤矿从业工人生命财产安全。但是由于煤矿行业在实际开采过程中,或多或少都会存在一定的安全隐患,只能尽可能的通过各项安全预防措施进行控制和防范,就目前情况来看,煤矿想要完全解决瓦斯含量过高的问题,存在较大难度。而煤矿二次动压巷道变形支护技术的主要作用为:有效降低矿井中瓦斯浓度,尤其是高瓦斯矿井,在惊喜瓦斯抽采时,由于受到挖掘及煤层动压影响,抽采巷容易发生形变,且较难控制,严重影响矿井的瓦斯抽放效果,阻碍矿井实现安全生产。因此,本文分别从煤矿受二次动压巷道变形支护技术及底鼓机理方案的角度进行研究,并以A煤矿和B煤矿为例,分别进行阐述。

文家坡煤矿临空巷道变形控制及支护方案

为控制文家坡煤矿巷道底鼓严重的变形失稳破坏,提出了注浆改性加固以及锚索补强支护相结合的巷道变形控制方案。注浆设备选用ZBQ-25/5型煤矿用气动注浆泵,初始注浆压力控制在0.8-1MPa,直至压力达到3-4MPa时关闭阀门。主要对巷道顶部和煤柱帮部进行锚索补强支护。最后通过现场监测验证了补强后对巷道变形的控制效果。加固补强后的底板变形量明显减少了354mm,变形量随时间趋于稳定的时间也提前了8天左右。说明本方案有效的控制巷道变形破坏,可以较好的维护巷道稳定性,保障煤炭的安全开采。

煤矿开采中巷道变形的影响因素作用浅析

巷道变形是煤矿开采过程中的突出问题之一,严重影响了煤矿开采效率,更威胁了煤矿开采人员的生命安全。因此,巷道变形问题一直是国内学者关注的焦点问题,研究人员和行业从业者对巷道变形问题的解决措施展开了多项探究,并真正获得了一些探究结果。对现有探究文献展开梳理与剖析时得出,对巷道变形影响因素的研究较少,为进一步提高研究水平,本文从该研究视角出发,深入阐述了巷道变形的影响因素和控制方法,具有一定创新意义和理论补充价值。

深部埋深巷道变形特征数值模拟研究

深部巷道的应力分布对巷道支护方案的确定及围岩稳定性具有重要的参考价值。通过FLAC^(3D)数值模拟分析不同埋深(600 m、800 m、1 000 m、1 200 m)巷道围岩的垂直应力、水平应力及塑性区分布特征。结果表明,巷道围岩垂直应力沿巷道开挖中心线呈近似对称分布,垂直应力随埋深的增加而增加。随着埋深的增加巷道顶板发生剪切、拉伸破坏的塑性区半径增加了151%.巷道两帮支护强度的增加可以减少巷道底板的应力集中,帮部的强化对巷道的应力集中具有较好的抑制作用。

采场弯曲下沉带内部巷道变形与岩层移动规律研究

利用岩层弯曲下沉带内的一条巷道 ,通过设点观测下沉值、量测巷道两帮及顶底移近量 ,结合采面推进速度及矿压观测资料 ,以及FLAC3D的计算机数值模拟计算 ,研究了岩层弯曲下沉带内部巷道的变形和岩层移动规律 ,丰富了上覆岩层移动的佐证 ,在新集矿区获得了岩层内部的移动参数 ,为巷道煤柱的留设提供了直接依据 ,为反程序开采中合理错开上下层的布面时间提供了依据 .

采动影响下巷道变形机理与破坏模式

通过对甘肃金川二矿地下开采后应力场的分布研究,指出巷道变形、破坏与最大主压应力场的分布具有良好的对应关系,其变形破坏特征在不同阶段、不同部位有着一定的相似性和渐变性,并且给出了巷道变形、破坏的模式和分布特征,合理解释了深部巷道围岩的变形特征,阐明了破坏的机理.

动压巷道变形分析及围岩控制技术

针对受采动影响的巷道变形破坏严重,对动压巷道变形起决定作用的围岩破裂区进行理论分析,得到塑性区和破裂区交界处的径向应力和切向应力公式,作为围岩应力大小的参考依据;同时得到破裂区和塑性区半径公式,作为动压巷道围岩控制方案设计的依据,并结合锚杆支护理论,得到动压巷道围岩控制方案.最终在鹤壁五矿动压巷道工程试验中得到运用,巷道变形得到明显控制,说明锚杆加锚索加喷射混凝土的控制方案合理有效.

金川镍矿不良岩层巷道变形与支护研究

金川镍矿是我国最大的地下有色金属矿山,该矿具有地应力高、围岩破碎的特点,巷道支护是金川镍矿面临的一个严峻的问题。介绍了金川镍矿围岩的工程地质分类、地应力的分布规律和不良岩层围岩的基本特征,总结了金川镍矿不良岩层巷道的变形破坏规律,评价了过去该矿所用的各种巷道支护方式,并介绍了金川镍矿不良岩层巷道支护的新方法:采用强力喷锚网支护作为一次支护,尽快的提供支撑抗力,有效的阻止围岩松散,并在有制约的条件下,容许围岩变形缓慢发展,使围岩应力得到一定释放。二次支护采用锚注式支护方式,使浆液注入岩体裂隙,配合喷锚支护,可以形成多层组合拱结构,扩大了支护结构的有效承载范围,改变了围岩的松散结构,提高了支护结构的整体性和承载能力。在局部围岩不稳固地段,采取喷锚网支护、网钢构架支护、U型钢拱架支护及现浇钢筋混凝土支护等措施,进一步提高支护强度,避免巷道的变形破坏。目前,这一新的支护方法已经在金川镍矿逐步推广应用。

金川二矿区上盘巷道变形破坏与水平矿柱的关系

金川二矿区采用大面积不留矿柱充填采矿法,开辟了不同标高的两个采矿平面,其间出现了横亘于上下盘之间的水平矿柱。在上盘围岩中,近年来尤以1178标高巷道破坏最严重,更浅处与更深处的巷道破坏较轻。在考虑构造应力场和采矿扰动的基础上,建立了分析各标高沿脉巷道与水平矿柱之间耦合影响的二维有限元模型。模拟发现,穿脉向应力集中程度越来越高的水平矿柱对上盘围岩中巷道有"抵顶作用",是造成1178巷道严重破坏的关键因素;从2005年开始,随着水平矿柱各盘区屈服破坏状态的来临,"抵顶作用"将迅速衰减,所以2006年准备建设的1158巷道的变形破坏程度会较轻,这一预言已得到现场观测的初步证实。

爆炸冲击载荷作用下吸能支护巷道变形规律研究

利用低能爆炸加载方式,采用相似材料模拟试验方法,借助数字散斑光测手段(DSCM),研究高速冲击载荷作用下吸能支护巷道变形规律。试验结果表明,巷道顶板首先出现微裂缝,顶板向下位移约为0.6 mm,顶板岩层与煤层交界处无错动现象,冲击波重复作用使得模型顶面出现贯通裂缝,但巷道及周围岩体并无破坏,说明吸能支护可吸收大量冲击能,从而有效降低对巷道的冲击破坏。通过模拟试验结果可知,采用吸能支护可大大降低巷道的破坏程度,对于采矿工程安全生产具有实际意义,同时为巷道支护提供一种新方法。

节理裂隙岩体巷道变形规律的模拟研究

首先分析了研究区矿山地质特征,构造裂隙分布状况与发育程度对巷道的稳定性影响很大,采用模型实验、数值模拟计算相结合的综合研究方法,从巷道围岩裂隙的分布特征角度,探讨了裂隙因素对巷道围岩变形规律的影响,为裂隙岩体巷道变形及稳定性的定量化评价奠定了基础。

急倾斜煤层放顶煤顶煤破碎与放煤巷道变形机理分析

在总结现场试验的基础上 ,应用弹塑性力学及矿压理论分析了急倾斜煤层放顶煤法顶煤破碎过程 ,揭示了放煤巷道的矿压显现与顶煤破碎的内在联系 ,提出了顶煤的破碎机理 ,对完善和推广这一开采方法具有较大的理论和现实意义。

深凹露天转地下开采地压宏观调查及巷道变形规律分析

以大冶铁矿东采车间深凹露天转地下开采为工程背景,考虑到采场地压显现的特殊性和巷道变形规律的复杂性,分别采用现场宏观调查、围岩松动圈测试、多点位移计监测和采动应力监测等手段,对露天转地下开采过程中采场地压显现的宏观特征和采准巷道变形规律开展了较为系统的研究,取得的主要结论对确定采准巷道喷锚网支护参数和优化回采顺序具有重要指导意义,对类似矿山具有参考价值。