锚网梁喷索在软岩高应力石门扩巷修护中的应用

夹河煤矿-800m西一采区石门在软岩高应力地段采用锚网梁喷和锚索联合支护新技术。根据软岩巷道的变形特点,采取以柔克刚、先放后抗、让支结合、二次支护的原则,确定合理的支护技术参数,精心组织施工,经过现场观测表明,锚网梁喷和锚索联合支护新技术能明显改善巷道围岩受力状况,增强了巷道整体承载能力,能有效地控制软岩高应力巷道的变形破坏,提高了巷道支护的稳定性和安全性,支护效果显著。

深井软岩高应力区大型硐室支护探索

针对深井软岩高应力区的特殊地质采矿条件,探索大型硐室的有效支护方式,提出了高强高预应力耦合让压支护理念,在支护设计上实现了锚杆、锚索及围岩间的耦合,在支护理念上突破传统的锚杆支护方法,设计合理的支护系统及注浆加固方法,使支护体形成巨大的预应力混凝土体强力支护围岩,很好地解决了类似条件下的硐室及车场、巷道的软岩支护难题。

软岩高应力大跨度四岔门锚索加固技术

本文介绍了祁南煤矿1011综采切眼与风巷软岩高应力大跨度四岔门采用锚索加固的施工方法,简要说明了采用矿工钢棚支护的特点,为综采切眼四岔门施工提供了一种安全可靠、施工简便的支护形式。

深部软岩高应力回采巷道支护技术的研究与实践

介绍大雁煤业公司在深部软岩高应力综放回采巷道中应用锚杆、锚索支护技术的经验,经实践证明锚杆、锚索联合支护技术适应性强、支护强度高、整体稳定性好,能够有效的支撑围岩,防止围岩的离层和收敛,可以解决大雁煤业公司二矿巷道支护的一大难题,适合回采巷道的应用。应用前景非常广阔。

高应力软岩巷道差异化协同支护技术研究

为解决高应力软岩巷道的支护与底鼓治理技术难题,保证巷道安全使用,对杨河煤业31151回风巷底抽巷复杂采动影响下巷道支护失稳及破坏机理进行分析,采用数值模拟技术进行围岩稳定性分析,研究高应力软岩巷道底鼓机理围岩控制技术,并提出针对性的锚网索强化支护方案及底板锚网索+注浆支护技术方案。经现场实践,两段巷道受采动影响后,巷道最大离层深度1.8 m,最大位移量为210 mm,最大底鼓量为230 mm,所有最大变形量均在设计允许变形范围内,支护强度满足巷道支护要求。

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。

浅析耦合支护技术在高应力软岩回采巷道支护中的应用

软岩巷道支护问题至今没有得到解决,特别是高应力软岩回采巷道支护难度大、返修次数多,维修费用大,严重影响生产安全。研究高应力软岩巷道稳定性问题具有经济和社会意义。

考虑蠕变特性的高应力软岩隧道变形预测方法与实践

为研究高应力软岩蠕变特性对隧道围岩变形预测的影响,以木寨岭公路隧道为依托,首先采用三维计算模型与多元线性回归相结合的方法分析初始地应力场,并结合围岩段落划分,选择典型计算断面;其次,提出基于[BQ]值的围岩参数取值方法,确定典型计算断面的围岩参数;而后,开展基于M-C模型和Cvsic模型的断面变形计算,剖析岩体蠕变特性对围岩变形的影响;最终,对比了预测结果与实际围岩变形。结果表明:(1)岩体蠕变特性对围岩变形具有明显增大效应,围岩位移增长量与横断面平均主应力呈正相关;(2)围岩条件越差,蠕变增大效应越显著;横断面平均主应力越大,蠕变增大效应中位移增长量越大,而位移增长率变化不明显;(3)蠕变特性对围岩变形等级预测有明显影响,M-C模型预测结果弱于Cvisc模型,与实际围岩变形情况存在较大差异。研究结果为在高应力软岩隧道变形预测中引入岩体蠕变效应奠定了实践基础。

高地应力软岩隧道TBM适应性分析及应对方法研究

TBM在高地应力条件下的工程软岩隧道地层中掘进存在较大的卡机风险,国内外采用定量化指标判定TBM适应性的方法缺乏;为提高TBM在高地应力软岩隧道适应性判定的准确性,更有针对性的制定卡机风险应对方案;通过引入护盾摩阻力等定量化指标,建立以护盾摩阻力与TBM极限推力间的关系为护盾受力判据,对TBM掘进适应性进行分级,以此判断TBM卡机风险大小,提前采取预处理措施来减轻卡机风险。结果表明:不同级别围岩变形对护盾产生的摩阻力大小对TBM正常掘进影响较大,通过定量计算护盾摩阻力,并与TBM推力进行对比,能够提高TBM适应性判定准确性;隧道工程软岩地段围岩地应力与岩石强度是影响TBM掘进的关键因素,围岩对护盾产生的摩阻力与地应力大小成正比,与岩石单轴抗压强度高低成反比。得到的结果为制定卡机风险应对方案提供了理论依据,可为类似工程施工提供参考。

高应力软岩巷道全断面支护方案设计及优选

为解决高应力软岩巷道支护难题,以赵固二矿14040工作面底抽巷为研究重点,提出了“锚网索喷+注浆+底板非对称锚注”的支护方法,并针对顶、底板不同支护形式,利用数值模拟软件进行了模拟和优选,研究不同支护形式中巷道位移场演化、塑性区和应力分布,优化了底抽巷道支护方案。结果表明:对于顶板支护,采用全长锚固方案要优于端部锚固1.5 m;对于底板支护,采用无钢梁非对称锚固形式更为经济有效。通过现场位移监测结果表明,该支护方案能够满足安全生产需求。

高应力软岩巷道底鼓机理及控制技术研究

以山西某矿机电房为工程背景,通过现场调研分析了高应力软岩巷道底鼓变形特征,并揭示了底鼓变形机理;通过建立巷道底板力学模型,求解了底板最大屈服破坏深度,得出了影响底板破坏深度的主要因素;利用FLAC3D模拟了不同底板支护方案下的巷道围岩应力、应变、塑性区分布规律;确定了“底板加强支护+帮顶协调支护”为原则的巷道整体修复原则,提出了以“浅部回填+中部锚固+深部注浆”为核心的底板控制技术。试验结果表明,巷道在30 d后达到稳定,底鼓最大变形量30 mm,两帮和顶板最大变形量均保持在100 mm以内,有效解决了高应力软岩条件下巷道底鼓灾变问题。

高地应力软岩隧道超前导洞扩挖施工过程受力变形分析

超前导洞法是开挖隧道前在所在断面提前施作小导洞从而释放应力的一种方法。本文研究导洞完成后圆孔扩挖过程中隧道内各层支护的受力变形。以兰渝铁路木寨岭隧道岭脊段为研究对象,从实际工程布设测点获取数据,进行超前导洞应力释放效果分析、圆形扩挖施工各层变形分析、圆形扩挖先后行隧道施工相互影响分析,以及长锚杆和锚索受力变形分析。结果表明,超前导洞法对围岩应力和变形速率有一定控制作用;三层支护仍不足以长期控制变形发展,“三层初支+径向注浆+长锚杆+长锚索”支护系统施作完成后,满足设计施作第四层钢筋混凝土衬砌条件;木寨岭岭脊段在相同施工及支护参数条件下,施工的先后对变形的影响很小,地质条件是影响变形的主因;长锚杆形成系统承载后,整体受力明显减小,而锚索张拉后,短期锚固效果不明显。

超大埋深高地应力软岩隧道衬砌设计研究

围岩初始地应力场是隧道工程稳定与支护结构设计所需要的基本因素之一,在超大埋深高地应力软岩隧道衬砌设计过程中,如何合理确定围岩压力并进行衬砌针对性设计参数是工程师关注的重要问题。以某铁路超大埋深高地应力软岩隧道为研究对象,从理论推导和数值模拟两个方面出发对围岩压力进行研究,即基于卡斯特耐尔拓展公式理论推导确定围岩压力和基于ANSYS有限元分析软件进行三维地应力场模拟,研究了不同地应力水平和预留变形量组合下的围岩压力,并对三维地应力场模拟结果进行分析探讨;通过上述方法确定围岩压力后,建立有限元分析模型对高地应力软岩隧道衬砌参数(以Ⅳ级围岩为例)进行设计,检算衬砌参数可靠性并形成成果,可以为类似工程提供参考。

山岭重丘区高应力软岩大变形隧道施工技术研究

为解决山岭重丘区高应力软岩大变形隧道施工环节存在的安全系数低与技术难度大的问题,规避由此引发的衬砌支护失败、围岩变形崩塌风险,保障隧道施工顺利、安全地推进,文章引入某地施工案例展开分析。先简要介绍山岭重丘区高应力软岩变形特点,然后梳理案例工程概况,在此基础上归纳可行的施工控制技术,从变形量预留、多层支护体系搭建等方面给出建议,希望能为类似工程提供借鉴。

高地应力软岩公路隧道泡沫混凝土卸压机理及支护结构解析

边坡防护与加固属于一项系统性工程,所涉及到范围也交广,例如:地质地貌、水文环境、工作状态等方面。同时,边坡处置对于工程结构的稳定性和安全性,有着严重的影响。对此,为了满足公路隧道工程在高地应力软岩地质环境中的需求,将泡沫混凝土施工技术应用到其中,以此实现良好的施工效果。基于此,本文对泡沫混凝土卸压机理以及支护结构等方面,展开了分析和阐述,以供参考。

高应力软岩巷道变形特征及其支护参数设计

为了探讨高应力软岩巷道合理的控制方法,根据吕家坨煤矿深部高应力软岩巷道围岩主要物性参数的实验室测试以及现场围岩变形的观测,利用FLAC3D软件进行了数值模拟,分析了高应力软岩巷道的变形失稳特征.研究表明:高应力软岩巷道控制技术的关键在于支护结构和围岩体强度的耦合作用和控制底鼓.提出了以加强初次支护强度和采用底角锚杆为技术核心的支护方案.现场实践表明,该方案对高应力软岩巷道围岩变形的控制效果较好.

高应力软岩巷道围岩变形破坏研究

以某有色金属矿山巷道为例 ,给出了高应力软岩的定义 ,论述了高应力软岩的特征、形成条件以及高应力软岩巷道围岩的变形破坏特征和类型 ,分析了巷道开挖前后地应力状态的变化及其对围岩变形破坏的影响 。

高应力软岩巷道围岩与支护结构相互作用分析

基于Mohr-Coulomb应变软化模型,将收敛-约束法应用于高应力软岩巷道围岩-支护相互作用分析中,构建典型支护结构特征曲线。以FLAC3D数值模拟软件为工具,分析应变软化模型、剪胀角及不同巷道断面类型对围岩-支护相互作用的影响,并对支护系统稳定性进行评价。研究结果表明:考虑应变软化行为的围岩所需支护压力与Mohr-Coulomb模型计算结果相差较大,剪胀角对围岩应力释放过程及围岩-支护相互作用影响较小,巷道不同断面形式及断面不同位置点围岩所需支护压力有一定差异性;初期支护系统的稳定性是围岩与支护系统最终稳定的关键,采用收敛-约束法评价高应力软岩巷道初期支护系统的稳定性,对高应力软岩巷道的支护结构设计及施工具有一定指导意义。

深部高应力软岩巷道变形特征及支护技术研究

以贵州土城煤矿141713运输巷为工程背景,针对该矿运输巷深部高应力软岩难支护问题,通过现场调研该巷道破坏特征、实验室用多功能粉末X射线衍射仪分析围岩成分,分析总结该巷道破坏机理,得出围岩强度低、黏土矿物占比大、支护方式不合理、采动影响、高应力和围岩渗水是该巷道变形破坏的主要原因。针对巷道破坏特征和机理提出"锚杆/索+钢筋网+注浆+U型钢棚"联合支护方案,并通过理论分析、数值模拟分析和现场实测验证。通过数值模拟支护后,巷道顶板最大下沉量和巷道最大底鼓量分别从160mm和60mm减小至45mm和40mm;巷道两帮最大移进量从60mm减小至14mm;最大主应力由24MPa增加到28MPa。现场监测结果表明,支护后巷道断面最大收敛率为9.87%,巷道围岩变形量在可控范围内,支护效果明显。

高应力软岩沿空掘巷煤柱宽度确定及围岩控制技术

为解决某矿在高应力软岩条件下巷道变形严重、难支护等问题,采用理论计算、数值模拟和现场实测等方法对巷道布置方式和支护方式进行优化,采用错层位沿空掘巷巷道布置方式,建立3个铰接岩块间力学模型,确定了作用在煤柱上的应力及应力集中系数,进而建立了缓斜中厚煤层采空区实体煤侧力学模型,通过理论推导、计算得出极限平衡区宽度,确定了沿空掘巷巷道位置,并提出了“相邻巷道联合支护技术和非对称控制技术”相结合的综合围岩控制技术。研究结果表明:作用在煤柱上的应力为55.71 MPa,应力集中系数为4.60,进而得出煤层垂向应力集中系数分量为4.33、倾向应力集中系数分量为1.57,极限平衡区宽度为11.35 m,确定煤柱宽度为5 m,数值模拟显示采用错层位综合围岩控制技术,1218回风巷顶板垂直应力大于原岩应力,可承载一部分上覆岩层质量,而传统巷道支护垂直应力低于原岩应力,说明顶板已较为破碎,不具备承载能力,传统支护右帮低于原岩应力,围岩破碎。2种支护方式煤柱均发生破坏,采用综合围岩控制技术时顶板有一部分未发生破坏,右帮破坏范围小,采用传统支护时顶板破坏范围较大,右帮破坏大,说明采用综合围岩控制技术可提高围岩强度和抗破坏能力。通过现场监测,在巷道掘进75 d后围岩变形量减缓。顶板最大下沉量为74 mm,底鼓量最大为32 mm,煤柱帮侧位移最大为58 mm,实体煤帮侧最大位移为45 mm,说明采用综合围岩控制技术可有效控制围岩变形量。