露天矿高陡复杂边坡软弱岩层组“坐落-滑移式”破坏模式研究

边坡稳定性问题随露天矿开采的进行不断突出,而边坡软弱岩层严重影响边坡稳定性。大量工程实例显示,露天矿含软弱岩层组的高陡复杂边坡失稳模式通常为“坐落-滑移式”破坏。为明晰露天矿高陡复杂边坡软弱岩层组“坐落-滑移式”破坏模式的破坏机理,以某露天矿为例,提出一种针对露天矿含软弱岩层组高陡复杂边坡的综合分析方法。研究结果表明:采用工程地质分析、传统极限平衡方法和数值模拟分析相结合的综合分析方法,针对该类型复杂边坡可发挥不同分析方法的优势,较全面地从地质自然环境条件、定性定量方面、应力应变角度分析边坡破坏机理及模式,总结归纳出含软弱层组露天矿高陡复杂边坡“坐落-滑移式”破坏的“坐落-滑移-剪出”三段式破坏特征,为其他类似复杂边坡稳定性的分析和防治提供思路和手段。

深埋软弱岩层钻孔围岩应变软化弹塑性分析

为解决在软弱岩层中钻孔易塌孔、成孔难的工程问题,认为岩体黏聚力沿塑性区呈线性弱化,得出应变软化条件下钻孔围岩二次应力、位移和塑性区分布表达式。利用FLAC3D内嵌FISH语言,自定义岩体黏聚力,对钻孔围岩弹塑性分布进行数值模拟分析。研究表明,理想弹塑性模型下的塑性区半径公式为文中解黏聚力co=cs时的特解;考虑黏聚力弱化特性后,相同地应力条件下塑性区半径显著扩大,为修正Fenner解的1.4倍,钻孔围岩最大切向应力位于距钻孔中心约2.9倍钻孔半径处,应力集中系数小于2。成果应用于四川某矿井钻孔工程,表明当加固半径约为3倍钻孔半径时,成孔率在90%以上,取得较好技术经济效果。

复合顶板软弱岩层外错式相邻区段巷道联合支护技术研究

为解决传统巷道布置条件下复合顶板软弱岩层沿空巷道存在顶板易变形、易失稳、易冒落,无法长久维持巷道围岩稳定性等一系列难题,本文基于错层位外错式巷道布置方式,利用相邻区段间巷道空间化结构关系,提出综放复合顶板错层位外错式相邻区段巷道联合支护技术,分析该支护技术的围岩控制作用机理。采用FLAC^(3D)数值模拟软件对错层位外错式巷道布置条件下相邻区段巷道联合支护方案进行研究,并与传统巷道布置下常规支护方案进行对比。模拟结果表明:采用错层位外错式巷道布置和相邻区段间巷道联合支护技术为核心的综合围岩控制措施,可加强易离层垮落顶板的支护强度,使围岩应力在联合支护的作用下趋于均衡,从而最大限度地发挥支护体系的支撑作用,达到巷道稳定的目的。

复杂软弱岩层大巷的稳定性与支护方式研究

复杂软弱岩层大巷具有变形量大、难支护、围岩持续变形破坏的工程特征,实践表明,现有支护难以控制。通过对不同支护方式的数值分析,提出了全封闭支架+全断面松动卸压以及二次锚杆支护的支护方式,数值分析结果表明,新支护方式下应力集中程度减小,高应力区向围岩深部转移,有效控制了围岩的剧烈变形。现场试验证明,新支护方式通过适度让压和锚杆支护强化围岩的作用,充分发挥了锚杆与围岩的整体力学效应,使围岩变形达到稳定的时间明显缩短,保证了巷道的稳定,具有显著的技术经济效益。

水及风化作用对含软弱岩层露天矿边坡稳定性影响研究

为揭示长期积水及风化作用对露天矿边坡软弱岩层力学性能劣化机理,采用直剪试验结合SEM电镜扫描的方式,研究了水及风化作用对软弱岩层宏观力学参数和微观结构的影响规律。试验结果显示:(1)水及风化作用后,软弱岩层岩样的剪切应力-剪切位移曲线具有显著的“弹-塑性”破坏特征,其黏聚力和内摩擦角均出现大幅劣化,炭质泥岩层黏聚力降低了52.91%;内摩擦角下降了50.09%。(2)水及风化作用后,软弱岩层矿物颗粒结构松散、大量岩屑附着在岩石表面、微裂隙孔隙发育,炭质泥岩颗粒间充填物由颗粒状转变为絮状,这种结构显著降低了炭质泥岩颗粒间黏结程度,从而导致该岩层更易出现滑移失稳。(3)基于Morgenstern-Price计算结果及各岩层岩性力学实验结果,提出了“削坡减载+物料压脚”的边坡稳定性综合控制方案,降低了软弱岩层对边坡稳定影响的同时降低了削坡成本,为该露天矿后续安全生产提供了依据。

软弱岩层巷道光面爆破参数的计算分析

根据软岩巷道光面爆破的原则及光爆机理,对光面爆破的不偶合指数、药卷直径、光爆周边眼距、炮孔深度、装药量、爆破方式等进行了分析,通过理论推导给出光爆参数的计算办法,并同时给出经验参考取值范围,以便相比较选最佳值,最后提出几个需说明的问题。

软弱岩层巷道二次支护新思路

针对软弱岩层巷道围岩压力大、稳定性差、巷道变形严重等问题,以榆树沟煤矿软弱岩层巷道为背景,进行了围岩变形规律监测。提出了初次支护采用长锚杆,二次支护采用全断面工字钢支架的二次支护新思路。理论分析了初次支护为让压柔性支护,二次支护为刚性较大的支护,且探讨了二次支护的合理形式及时机。

软弱岩层中近距离采空区煤柱下开采的实践

近距离采空区煤柱下长壁回采将受到上煤层采空区遗留煤柱和本煤层工作面动压的共同影响。针对乌鲁木齐某矿9#煤层顶底板为软岩的特点,在分析围岩破坏机理后,提出了梁、索协同支护+顶底角注浆锚杆加固+帮部锚杆组合支护+底板锚梁支护及全断面铺网的联合支护方案,即实施巷道"顶底帮整体化"治理,通过在巷道中布置卸压孔,有利于高应力向巷道深部转移,改善围岩与支护结构的应力作用环境。实践证明,采取上述措施有效解决了回采巷道的顶板破坏、煤壁片帮、底板鼓起等问题。在开采过程中采取的降低采高、调斜工作面、工作面加速通过煤柱的方法也使得工作面的生产条件得到了极大的改善,保证了工作面安全开采。

近水平软弱岩层高速公路隧道施工方案比较

近水平软弱岩层具有抗压强度低、节理裂隙发育、物理各向异性明显等特点,一直是隧道工程研究领域的一个热点问题,本文以广南高速公路栾家岩隧道为例,采用正交各向异性有限元模型对隧道Ⅴ级围岩条件下台阶法和CD法两种开挖方法的变形及受力特性做了详细的比较分析,最终得出结论,建议广南高速公路栾家岩隧道Ⅴ级围岩条件下,施工时采用CD法开挖对于施工过程中围岩及衬砌结构受力较台阶法更为有利。研究也可为近水平软弱岩层条件下的其它类似隧道工程提供参考。

浅谈对软弱岩层工程地质的分类

伴随着我国社会经济的不断发展,也相应的促进了我国质地勘探工作的发展,通过对地质进行有效的勘探,更有助于我国社会经济的建设。尤其像一些软弱岩层,通过对其进行勘探,能够预防多种危险,并且有助于更好的进行社会生产。因此,本文针对于软弱岩层的工程地质分类进行了具体的分析和研究,希望通过本文的探讨,能够为相关方面的研究提供理论性的参考。

软弱岩层中平巷掘进的光面爆破

介绍东乡铜矿在碳质页岩软岩中掘进平巷时所采用的光面爆破技术。生产实践表明 ,在软岩中只要采取合理的光面爆破参数和周密地组织施工 。

浅孔留矿法在软弱岩层中的应用与改进

某铅锌矿急倾斜薄矿脉赋存于软弱的绢云母千枚岩岩层中,且矿岩产状基本一致,开采技术条件极为不利。应用浅孔留矿法回采时,围岩极易冒顶片帮、采场回收率低、存窿矿出矿困难以及地压活动频繁等问题凸显。为维持生产工作的正常进行和实现向深部矿体开采的过渡,围绕采场岩层有效控制,采用阶段下行式、中段双翼后退式开采顺序,合理规划多层矿脉开采方式;根据采准工程增加率适当减小采场跨度,无轨铲运机替代有轨装岩机出矿,增大出矿进路间保护墩厚度,应用预裂爆破控制采场轮廓,对浅孔留矿法工艺进行了改进。现场工业试验表明:改进措施使得生产技术经济指标显著改善,初步实现急倾斜薄矿脉“安全、高效、经济”开采。

软弱岩层钢管桩PDA测试与端阻力系数研究

巴拿马邮轮码头项目主码头采用打入钢管桩基础。对于软弱岩层中的打入桩,目前尚无公认的设计方法。该文开展7组桩基动力测试,采用波动方程分析方法获取桩侧阻力与端阻力,研究地层中桩侧阻力分布规律,岩层中桩端阻力系数与岩石质量特性的关系,得出如下结论:侧阻力分布曲线均呈抛物线形式,据此可以明显区分出软粘土、粉质砂土和粉砂岩3个地层,提出确定钢管桩嵌岩深度的判定方法,判定7个试验桩均满足设计最小嵌岩深度5 m的要求;对于软岩中打入钢管桩,单轴抗压强度无法反映桩端岩体的受力状态,需要采用嵌岩深径比与岩体破碎程度进行修正;考虑深径比的影响,计算得到端阻力系数Nk在4.3~6.5之间,均大于国内规范桩端阻力系数;提出采用岩芯回收率Re及岩石质量指标RQD反映岩体破碎程度对桩端阻力影响的研究方法,验证该方法的合理性。

软弱岩层地段井巷工程施工的探讨

软弱岩层的自然特性及组成的主要成分是导致软岩井巷工程破坏的主要原因。给出了设计的注意事项和支护的原则,并指出的关键是防水和及时控制围岩的变形量。新奥法的指导思想应成为井巷工程在软弱岩层地段施工的精髓。

软弱岩层地段井巷工程施工探究

由于弱岩层的特性,采取相应有效的解决措施,在工程设计中着重从支护选择到措施落实的施工原则,并对防水注浆与控制围岩的变形作为关键部位予以重视,在准确、全面的施工指导中提高井巷工程施工质量,使其成为软弱岩层地段中最为牢固的一个部分。

近水平软弱岩层隧道施工研究进展

近水平软弱岩层隧道施工一直是隧道工程研究领域的一个热点问题。文章对近水平软弱岩层隧道施工过程中围岩稳定性、光面爆破技术、施工方案及支护技术等方面进行了回顾和总结,并对目前的研究现状进行了评析,指出了今后近水平软弱岩层隧道施工的研究方向。

乌鞘岭隧道6号斜井软弱岩层施工预防坍塌技术

软弱围岩容易塌方,通过管理措施和行之有效的技术措施,避免了施工过程中的坍塌,确保了乌鞘岭隧道6号斜井的施工质量、安全和进度。

软弱岩层中大跨度硐室支护方式的探讨

井下软弱岩层中的巷道支护一直是一个难以解决的问题,尤其是大跨度硐室,支护就更困难。以前新汶矿区软岩中的大跨度硐室大多采用钢筋混凝土支护。采用这种支护方式存在着如下几个问题:第一,掘进面大、混凝土消耗量大;第二,施工工艺复杂、工期长;第三,与软弱岩层的变形特性不相适应;第四,巷道掘进费用高。为此,我们对这类硐室的支护方式进行了探讨,并根据以往的施工经验,在见水易膨胀、易风化的泥质页岩和泥质粉砂岩中,对3个大跨度硐室分别试用了锚喷加砌璇和锚、网、喷复合支护,并收到了良好的经济技术效果。

盐锅峡大坝坝基软弱岩层性状检查试验成果分析

盐锅峡水电站大坝建基于白垩系红色岩基上,岩性主要为砂岩、砂质砾岩,其间夹有粘土质粉砂岩和粘土页岩,岩层倾向下游偏右岸,倾角15～21°.因此,大坝蓄水后坝基软弱岩层的性状,一直是人们所关注的重要问题.这次大坝安全定期检查中,为了了解软弱岩层是否产生泥化和软化,而进行了勘测工作.在坝基和坝后尾水岸边,布设了勘探孔;并在坝基宽缝内开挖了勘探竖井.经取样试验和鉴定工作基本摸清了软弱岩层性状,从而为大坝沿坝基软弱岩层的抗滑稳定的评价,提供了依据.

地铁隧道缓冲爆破技术在软弱岩层中的应用

在软弱岩层中进行城市地铁隧道爆破开挖容易造成周围岩体松弛,出现围岩松动、超挖甚至塌方等危害。以新疆乌鲁木齐地铁1号线10标段区间隧道施工为背景,通过爆破破碎效果研究,得出了爆破施工对周围岩体的影响范围及大小,结合围岩的物理力学性质及地铁隧道复杂的环境条件,提出了地铁隧道穿越软弱岩层缓冲爆破施工措施,保证隧道周围软弱岩层的稳定及施工安全。研究成果可为今后类似工程在爆破开挖及围岩稳定性控制等方面提供理论依据及实践经验。