基于黏聚力模型的螺纹钢锚杆拉拔数值模拟

为研究螺纹钢锚杆锚固结构变形破坏机理,采用ABAQUS软件建立锚固结构轴对称数值模型,基于黏聚力模型,开展数值试验,获得锚固结构拉拔过程中锚杆变形、荷载以及锚固体位移场分布演化规律。试验结果表明:在相同的拉拔位移下,小肋间距锚杆也能够承受更高的拉拔荷载,表明小肋间距锚杆对巷道围岩变形的承载能力更强;在锚杆拉拔过程中,随着拉拔位移的增加,岩体破坏和离层区域呈倒碗形向岩体深部扩散,当拉拔位移增加至9.06 mm后,岩体锚固段末端处位移增速加大,岩体的最大位移为4.79 mm,出现在锚固段端口处,最终导致锚固段基体破坏;锚杆轴力与锚杆肋间距呈负相关,锚杆的轴力随着肋间距的减小而增加。

巷道中锚网索联合支护方案的应用分析

锚网索联合支护作为1种新型支护技术,具有支撑力度大、可防止巷道变形等优点,被广泛应用于煤矿巷道支护中。首先介绍了锚网索联合支护技术的基本原理和适用范围;然后,针对具体工程情况,在巷道形态、围岩情况和上覆厚度等因素影响下设计了1套支护方案,并进行了实践;最后,对施工过程和支护效果展开了详细分析,针对存在的问题提出了解决措施。

基于薄煤层开切眼的锚网索联合支护研究与应用

为提高薄煤层工作面回撤速度,更加安全高效地实现薄煤层工作面的开采。以平煤二矿己17-23010开切眼为对象,研究该开切眼开采前后顶板的破坏机理,并探索锚网索联合支护下开切眼巷道的支护效果。研究表明,开切眼顶板岩体的失稳源于开采扰动的影响,在轴向力和岩体自重的双重影响下发生失稳破坏;与传统的棚式支护相比,锚网索联合支护能极大提高薄煤层开切眼的安全性并提高开采效率,因此建议在薄煤层开切眼中推广采用该种支护。

煤矿深井软弱围岩巷道锚架注支护施工技术研究

针对巷道在围岩应力作用下会产生较大的移近量,提出煤矿深井软弱围岩巷道锚架注支护施工技术,分别从锚杆设置、金属网铺设、钢支架架设以及注浆施工等方面进行设计,明确了具体的施工材料、方式及操作要点,并利用实例验证技术的先进性,结果显示,煤矿深井巷道两帮移近量和巷道顶底板移近量始终稳定在较低水平,应用效果较好。

浅埋煤层工作面回采巷道支护设计及参数优化

针对浅埋煤层支护强度不合理的问题,以某矿浅埋煤层工作面地质条件为工程背景,通过理论计算获得巷道初步支护方案,进一步运用数值模拟技术进行巷道支护参数优化,并验证了巷道的稳定性。结果表明,锚杆为∅18 mm×2100 mm,间排距1100 mm×1200 mm,锚索为∅15.24 mm×6500 mm,沿巷道中线布置1列,排距为3300 mm时,在保证支护效果的情况下,回采巷道整体上围岩变形和破坏范围较小,更有利于保障矿井生产安全,提高经济效益。研究成果可为合理设计浅埋巷道支护方案提供经验借鉴。

TBM掘进过程快速通过断层破碎带支护施工技术研究

某特定场址区域的地下工程采用敞开式隧道掘进机(TBM)进行斜坡道施工,在掘进过程中,如果遭遇断层破碎带,将严重影响现场安全和掘进效率,为此亟须建立一套适合的支护体系来满足现场施工及后续作业需求。基于工程现状,确定TBM快速通过断层破碎带时的支护材料和小型支护设备,形成适用于现场的支护体系,可为类似工程提供参考。

高应力软岩巷道注浆及锚喷支护的研究

通过分析湘永矿区煤系地层力学性质与围岩裂隙发育深度,在对原有锚网喷支护主要材料技术参数进行优化的基础上,提出“注浆+锚网喷”、“锚索+锚网喷”支护新理念,并通过工程试验,确定“注浆+锚网喷”支护为湘永矿区高应力软岩巷道首选支护形式。“注浆+锚网喷”支护在湘永矿区实施后,矿井巷道支护质量有了根本性提高,为高应力软岩巷道锚网喷支护的优化提供了可资借鉴的经验。

管道支吊架的选择及设计分析

为了在已建钢筋混凝土主体结构上安装管道和支吊架,文章对管道的直径、数量和支吊架间距、钢材的选择进行了分析,总结了管道支吊架设计时的影响因素和需要注意的问题,并提出了解决措施,以期为相关工作提供有价值的参考。

慈林山煤业沿空掘巷让压支护技术应用

为解决小煤柱沿空掘巷煤柱支承应力较大以及采空区顶板坚硬岩层断裂产生动载破坏围岩支护的问题,对慈林山煤矿15208工作面运输顺槽沿空掘巷支护存在的问题进行分析,开展单泡让压管和双泡让压管抗压试验,同时优化锚杆、锚索的施工。结果表明让压管能够提高锚索的延伸率,在压力显现时能够吸收围岩传递的能量,保证锚杆、锚索的有效性;在此基础上对帮锚索的优化能保证支护强度的同时还能提高生产效率并降低支护成本。

基于“加固拱”理论对煤巷支护技术的研究

针对余吾煤业大断面煤巷支护困难的问题,以N3102工作面运输顺槽为工程背景,在加固拱理论的基础上,采用锚网索联合支护,形成较大范围的“双重组合加固拱”,结合现场地质情况,确定支护方案,选择合理的支护参数。实践表明:支护效果良好,达到了预期的支护目标,显著地提高了支护强度,能够满足矿井安全生产的需求,可为该矿其他类似巷道的支护提供借鉴。

浅谈微型钢管桩与锚杆联合支护技术的应用

微型钢管桩与锚杆联合支护技术是一种在高层建筑地下室施工中广泛应用的基坑支护手段。本文通过对该技术在施工中的应用特点进行分析,总结其在工程施工领域应用的现状,提出了加强该技术应用的有效策略,并通过案例分析,验证微型钢管桩与锚杆联合支护技术在不同工程中的可行性与优越性,进一步探索该技术的优化应用与推广,以满足不同工程需求,为高层建筑施工提供更加可靠、经济、实用的支护解决方案。

Support technologies for deep and complex roadways in underground coal mines:a review

Based on geological and mining characteristics,coal mine roadways under complex conditions were divided into five types,for each type the deformation and damage characteristics of rocks surrounding roadways were analyzed.The recent developments of roadway support technologies were introduced abroad,based on the experiences of supports for deep and complex roadways from Germany,the United States and Australia.The history and achievements of roadway support technologies in China were detailed,including rock bolting,steel supports,grouting reinforcement and combined supports.Four typical support and reinforcement case studies were analyzed,including a high stressed roadway 1,000 m below the surface,a roadway surrounded by severely weak and broken rocks,a chamber surrounded by weak and broken rocks,and a roadway with very soft and swelling rocks.Based on studies and practices in many years,rock bolting has become the mainstream roadway support form in China coal mines,and steel supports,grouting reinforcement and combined supports have also been applied at proper occasions,which have provided reliable technical measures for the safe and high effective construction and mining of underground coal mines.

多中段联合开采围岩扰动效应及采矿进路支护技术

受多次开采扰动影响,多中段联合开采过程中采场围岩稳定性差,地压显现剧烈,采矿进路支护难。以白象山铁矿-470,-430和-390 m中段联合开采工程为研究背景,采用大型相似材料模型试验及采场围岩数字照相变形量测技术,揭示多中段联合开采采场围岩应力变化特征及上覆岩层移动规律。研究结果表明:各中段逐分层向上回采对上覆岩层产生了累积叠加扰动效应,导致采场围岩反复承受荷载(多次扰动)而失稳破坏;各分层矿体下沉量随开采步的推进呈先增大后减小的趋势,采空充填区中部位置附近覆岩的下沉量最大,采场围岩变形具有明显的阶段性增长特征。各中段保留矿体(顶柱)对维持采场围岩稳定、减弱相邻中段间的采矿扰动和降低上覆岩层的变形破坏有积极的作用,受多中段联合开采扰动影响较大、完整性破坏严重的中段保留矿体中的应力可突然释放,出现了局部或整体失稳,威胁采场围岩整体稳定性。确定多中段联合开采扰动条件下采矿进路切圆拱断面形式,其拱高为2.0 m,提出锚网索喷联合支护技术,有效控制采矿进路围岩变形与破坏。

考虑承载-破坏全过程的钢筋网力学行为分析与预测

考虑钢筋网承载-破坏全过程,探明锚网喷结构中钢筋网的力学行为,可切实指导钢筋网选型与参数设计。采用已有的试验结果对计算模型与参数的合理性进行验证,在此基础上完成承载-破坏全过程的钢筋网力学行为分析,并利用多元非线性回归和BP神经网络方法对钢筋网的最大应力和竖向位移进行预测与分析。研究发现:单一荷载作用下钢筋网的应力分布呈现分区现象,1区和2区特定范围的钢筋应力基本处于单轴拉伸状态,2区其余区域的应力处于拉-剪复合状态;钢筋网的力学行为受钢材型号影响显著:由HPB300、HPB400、HPB500钢筋制成的钢筋网存在流幅现象,由1650级、1770级高强不锈钢丝制成的钢筋网无流幅现象;BP神经网络模型预测精度明显优于多元非线性回归方法,对于最大应力和竖向位移两个指标,采用BP神经网络预测的平均相对误差分别为1.31%和1.67%,而多元非线性回归方法的预测误差为7.39%和8.19%。

梅溪湖国际文化艺术中心大剧场结构设计

长沙梅溪湖国际文化艺术中心大剧场结构主要由内部主体框架-剪力墙结构和非解析连续异形曲面造型外帷幕钢结构组成。外帷幕钢结构以曲面脊线等特征线为协调或支承边界,采用基本随形单层钢网格壳体结构,通过外围随形斜折柱钢框架、前厅蜂窝网格壳体结构及内部伞撑支承于主体混凝土结构。针对结构空间受力的主要特点,采用SAP2000软件重点分析外帷幕钢结构对主体结构的附加倾覆效应;针对倾斜蜂窝网格壳体与大跨连廊构成的组合转换承载体系,对其受力特点、人行激励下的舒适度及抗连续倒塌等进行专项分析。结果表明,倾斜钢框架和蜂窝网格壳体结构在重力荷载下对主体结构的附加倾覆效应显著,设计中需要关注主体水平构件轴向力的叠加效应,需要对部分楼盖采取加厚楼板、提高配筋率、设置钢板、施加无粘结预应力等加强措施。

沟门金矿巷道支护方案的研究与优化

沟门金矿以矿岩工程质量指标RQD值作为巷道分类依据,应用FLAC3D数值模拟软件开展不同类别巷道的数值模拟,并对支护效果进行分析。巷道数值模拟结果表明:围岩级别Ⅱ~Ⅳ级巷道采取喷锚网支护方式,根据不同巷道断面、围岩级别明确了喷射混凝土厚度、锚杆网度等支护参数;对于Ⅴ级围岩,最佳支护方案为喷射混凝土+钢支架,其中C30喷射混凝土厚度100 mm作用是封闭裸露岩体,钢支架间距宜为1.5 m。

复合土钉墙支护技术在软土地区深基坑支护施工中的应用研究

在软土地区深基坑支护施工过程中,由于地质自身的抗剪强度较低,导致基坑的变形情况较为明显,为此,提出复合土钉墙支护技术在软土地区深基坑支护施工中的应用研究。考虑到在开挖过程中,边坡的变形和位移发展速度较快,通过土钉+预应力锚杆来增加边坡的整体稳定性及变形,土钉和锚杆按照错位排布的方式布置。对坡面布置钢筋网片,并进行C30混凝土喷射处理,使基坑表面形成厚度在100 mm~200 mm的混凝土层。土钉和锚杆通过槽钢腰梁与坡面结构连接,形成一个整体。在测试结果中,基坑在水平方向上的最大位移仅为20.08 mm,竖直方向上基坑的最大位移也仅为11.42 mm,均明显低于对照组。

煤巷掘进围岩控制支护技术研究

我国煤矿掘进工作面综合机械化水平显著提高,正逐步向智能化、无人化迈进,这对巷道掘进过程中支护方案的选取提出了新的要求。以国能神东煤炭集团有限责任公司锦界煤矿(以下简称“锦界煤矿”)31414运输掘进工作面为研究对象,提出了“树脂锚杆+冷拔丝网片+锚索”联合支护技术思路;从理论分析到数值模拟验证该支护方案的技术可行性。工程应用结果表明,巷道顶板最大移近量为40 mm,两帮最大变形量为60 mm,深部位移变化最大值为16 mm,锚索受力最大值为180 kN;联合支护方案可明显增加围岩结构的完整性,保证锦界煤矿31414运输掘进期间安全,并对类似大断面巷道掘进支护方案的选择提供参考依据。

干河煤矿半煤岩巷大排距锚网索支护技术研究

以干河煤矿2^(#)煤层2-3011巷为背景,通过现场实测、数值模拟等手段,探究提高单根锚杆支护效能的措施,确定锚杆、锚索的最优布置参数,通过矿压监测验证优化方案的可行性,结果表明:优化条件下,掘巷期间和工作面回采期间巷道围岩稳定性好,掘进速度提高1.4倍,在经济、安全、技术等方面均取得很好效益。

综采工作面快速过老巷联合支护技术应用

为解决15111工作面回采过老巷可能出现大面积来压和片帮冒顶等危害,保证回采安全,对老巷的破坏情况进行分析后,将老巷顶板划分为裂隙发育区和垮落区,并有针对性地采取锚网索支护、高分子材料注浆加固联合支护方案。通过加强支护,使老巷顶板破碎围岩固结,并提高了围岩的稳定性和整体性。在工作面回采通过老巷过程中未发生大面积来压和片帮冒顶现象,确保了工作面回采安全。