深部高应力软岩巷道支护技术研究

为了克服深部高地应力作用下巷道围岩变形破坏严重的问题,以瓮福磷矿白岩矿区大塘矿段矿区深部运输巷道为工程背景,分析了巷道变形特征和变形影响因素,研究了黏聚力和内摩擦角对巷道围岩强度的影响。结果得出,黏聚力越大岩体塑性区半径和塑性区位移越小,内摩擦角值对岩体塑性区半径和塑性区位移影响较小;提出了“喷射混凝土+注浆锚杆+锚杆+注浆锚索+锚索”的“双拱协同”加固技术,并通过数值模拟和现场工业试验验证了加固技术的可行性,为解决类似工程难题提供了有效途径。

壁后注浆、锚杆、锚索联合支护在高应力巷道返修中的应用

为研究高应力软弱围岩巷道返修控制技术,以某磷矿胶带斜井软岩巷道为研究对象,研究该巷道破坏特征、围岩变形机理及返修控制技术。借助X衍射仪对围岩矿物组份进行分析,表明围岩含有的黏土矿物遇水易膨胀,围岩强度显著降低。该巷道主要呈现顶板下沉严重、两帮向内挤压、钢拱架弯曲或折断等破坏特征,提出了以壁后注浆、锚杆和预应力锚索为核心的“双拱协同”加固返修方案。应用结果表明:巷道返修后,围岩的变形大大减小,经过12天,围岩变形速率迅速减小,经过120天,顶板的最大下沉值为90.26mm,两帮最大移近量为71.0mm,围岩变形速率趋于稳定,巷道稳定性得到有效控制,返修效果较好。

梯形抗滑桩截面侧角对土拱效应的影响

为研究梯形抗滑桩截面侧角对土拱效应的影响,从材料力学与静力学知识入手,首先以拱轴线轴向受压模型推导了合理的桩截面侧角的计算方法,表明梯形截面抗滑桩较于矩形截面抗滑桩更易形成土拱效应;其次通过work-bench建立了土质边坡与梯形截面抗滑桩的三维模型并进行网格划分,运用FLAC3D有限差模拟软件进行数值模拟,通过接触面语句,建立桩土接触面,对桩土接触面的位移变化进行捕捉,结合在特征水平截面z=23上的应力云图、位移云图以及桩间中轴线上位移监测点的位移变化,综合分析梯形截面抗滑桩的桩截面侧角θ的取值对于土拱效应的影响;最后对理论推导结果与数值模拟结果进行了拟合。结果表明:以拱轴线的轴向受压模型理论,突出轴向大主应力的影响,得出当梯形截面抗滑桩抗滑反力最大时,截面侧角反算办法取值为2θ+arctanη取■π/2,θ∈(0,90°);得出了合理的桩截面侧角的取值范围,证明了梯形桩截面侧角在此范围下,能充分发挥桩正面与桩侧面两部分的受力性能,促使双拱协同传力机制的产生。

软弱围岩巷道变形机理及返修控制技术

为研究软弱围岩巷道返修控制技术,以湖北黑良山磷矿胶带斜井为研究对象,借助钻孔窥视仪、X衍射仪、室内岩石物理力学试验及工程地质调查手段对巷道围岩的破坏特征和变形机理进行分析.巷道的变形机理主要表现为:低岩体强度、含泥矿物成分高、地下水及原支护形式不匹配.在此基础上,提出了以"喷射混凝土+壁后注浆+锚杆+锚索"为核心的双拱协同全断面加固返修方案,并采用现场试验、工程类比法及理论计算对支护参数进行校核.现场围岩位移监测结果表明:巷道返修后,围岩的变形分为不稳定、较稳定和稳定3个阶段,返修64d后,围岩变形趋于稳定,巷道变形得到有效控制,返修效果较好.