沿空掘巷窄煤柱巷道底鼓破坏与控制技术研究

为研究沿空掘巷底鼓破坏与控制技术,以王家河矿4209回风顺槽为研究背景,根据巷道开采技术条件分析了沿空巷道底鼓破坏特征:巷道底鼓呈非对称破坏,最大底鼓量达到850 mm,最大底鼓深度1.38 m,底鼓区域最大离层量236 mm,最大裂隙宽度46 mm。分析了护巷煤柱、支护方案、围岩应力、围岩强度对底鼓破坏的影响,在此基础上给出了护巷煤柱合理加固技术方案,对巷道支护方案进行优化研究,并给出了底板卸压与加固方案。最后,将底鼓控制技术用于工程实践。实践表明,巷道底鼓控制技术合理有效,底板变形得到了有效控制,较好地满足了工作面安全通风及辅助运输要求。

隧道仰拱底鼓机理及列车振动荷载影响研究

为研究列车振动荷载下隧道仰拱结构既有底鼓病害的扩展特性,探究列车动载对仰拱底鼓的放大效应,从围岩静载作用下仰拱底鼓的破坏模式出发,基于现场实测数据,利用动态扩展有限元模型,研究列车动载下各底鼓破坏模式的扩展规律及特性。结果表明:影响仰拱底鼓的主要原因有围岩静载、仰拱结构自身特征以及列车动载,仰拱底鼓模式主要有W型底鼓、LJ型底鼓以及H型底鼓。列车动载的加入改变了仰拱底鼓裂缝的扩展规律,缩短了裂缝贯通的时间,列车动载循环100次后裂缝贯通时间仅为围岩静载时的50%左右,循环10000次后裂缝贯通时间仅为围岩静载时的25%左右。围岩与仰拱间的接触压力斜率随着动载的加入而提高,提高的幅度与动载的循环次数正相关。

高应力软岩巷道底鼓机理及帮底协同控制技术

采用数值模拟方法研究了赵固二矿高应力软岩巷道围岩对不同埋藏深度的应力敏感性,为高应力软岩巷道支护提供理论基础,同时利用物探手段提取巷道围岩松动圈、塑性圈等基础参数。在底板自钻式注浆锚杆的锚注支护技术的基础上,提出了帮底协同支护理念,并对不同支护方案的塑性区分布、垂直应力场、位移场进行研究。结合工程实践结果表明,帮底协同支护技术能够有效控制底鼓变形量,具有明显的技术和经济效果。