深井巷道滑移底鼓机理与钢管混凝土桩治理底鼓技术研究

深井巷道底鼓现象十分普遍,其中滑移型底鼓治理难度大。以羊东矿-850水平北翼轨道大巷为背景,研究了轨道大巷强烈大变形规律,分析了巷道底板滑移破坏机理,提出巷道底板钢管混凝土桩抗滑抑制底鼓技术,并利用数值模拟方法分析了不同支护密度下抗滑桩控制底鼓效果。结果表明:高应力场环境、岩石黏土矿物含量高、裂隙水与工程积水,是导致岩石崩解破坏、巷道围岩大变形及强烈底鼓的主要因素;控制底板岩层滑移面形成及增加滑移面抗剪切强度是抑制滑移型底鼓的关键;钢管混凝土桩兼具抑制滑移面形成和提高滑移面部位强度的作用;随着抗滑桩布置密度的增加,巷道底鼓量与巷道底板破坏深度随之减小,在一定支护密度下巷道底板破坏深度趋于稳定;抗滑桩由外至里受力呈拱形分布,桩支护密度大时桩受力小,巷道底板中部或里侧桩受力大于两侧桩。现场试验表明:巷道底鼓得到了有效控制,能够满足生产运输的正常使用。

深井煤巷滑移型底鼓岩体运移机理及控制对策

随着我国浅部煤炭资源的逐渐枯竭,煤矿开采深度逐渐加大,巷道底鼓现象愈趋严重。论文针对滑移型底鼓问题,利用塑性力学理论,对巷道底板滑移岩体进行了分区,推导得出了滑移型底鼓底板岩层临界破坏深度及底板最小支护荷载公式。以锚杆作用机理为依据,分析了滑移区域内微小单元体的受力特征,提出了滑移型底鼓阻滑控制措施,将成果应用于实践,为现场提供了参考。

软岩大变形巷道底鼓控制技术研究

为了研究软岩大变形巷道底板底鼓合理控制方法,通过分析顾桥煤矿-780 m水平南翼轨道大巷现场围岩变形破坏情况及破坏机理,确定采用"锚网索+帮部注浆+反底拱"联合加固支护方案。利用FLAC3D软件进行了数值模拟,对比分析了加固支护前后巷道围岩的受力与变形特征及塑性区分布情况。现场监测结果表明:拱顶最大下沉量为39 mm,最大底鼓量70 mm,两帮最大移近量为55 mm,有效控制了巷道底板以及硐室的围岩变形,为巷道的安全生产使用创造了条件。

浅拱底梁支架底鼓控制技术研究

克服现有深拱底梁闭式支架的不足,设计试制了具有较高水平抗力的浅拱底梁,摸索了其棚腿搭接方法。利用ANSYS12.1模拟对比了浅拱底梁与深拱底梁的受力特征,结果表明均布载荷下浅拱底梁极值应力受矢高影响更为敏感,弯曲应力所占比重较小,空间稳定性更强;在水平挤压作用下,底梁弯曲受力为主要承载模式,弯矩与应力随着矢高的加大线性增加,前者抵抗水平变形能力远优于后者,更适合对于剪切滑移型底鼓的控制。开滦林南仓矿软岩巷道的工程应用,证实了受力分析的正确性,体现了浅拱底梁在治理剪切滑移型底鼓中的优越性。