锚索角度对顶板剪切错动的控制作用及模拟研究

针对长平煤矿5302工作面胶轮车巷顶板靠近两帮处锚索易产生剪切破断的工业现场问题,建立双向等压巷道模型,分析复合顶板层面剪应力分布情况,通过数学推导得出顶板层面不同高度处存在剪应力峰值点,通过连接各层面剪应力峰值点确定了锚索最佳安装角度为30°,然后通过FLAC^(3D)模拟锚索0°、15°、30°情况下复合层状顶板离层情况及顶板中锚索位态情况,得出结论,通过改变锚索安装角度对剪应力峰值点进行合理控制,可以有效地解决岩层离层以及锚索剪切破断的问题。

H形双排桩结合大角度锚索在软土基坑中的应用

依托天津某实际案例,将单排灌注桩结合钢支撑方案优化为H形双排桩结合大角度可回收锚索方案。实际应用表明:通过采用H形双排桩结合大角度旋喷可回收锚索支护体系,可有效利用下层力学性质较好的土层,提供较大的锚索承载力;同时桩身内力更加合理,可降低造价;另外可避免支护结构出红线问题,便于土方和结构施工。

大角度锚索在复杂条件基坑中的应用

在“上软下硬”的二元地层地区,基坑临近桩基础的既有建筑物时,采用大角度锚索将锚索段进入到桩基础桩端以下的稳定岩层中,既可以避免采用内支撑方案对地下结构施工的影响,又可以减小锚索对桩基础的影响。

公路路基边坡稳定性分析及锚固优化设计

公路路基边坡力学特性差异性较大,山区公路路基高边坡前期稳定性分析有助于制定合理的加固设计方案。依托广西壮族自治区内某二级公路软土填方路堤高边坡开展ABAQUS3D有限元稳定性分析,并对预应力锚索抗滑桩在不同设计参数下的加固效果进行评价,获取最优锚固方案。研究结果表明,抗滑桩布置间距增大会导致边坡的安全系数减小;锚索角度控制在45°时具备较好的加固效果;锚索预应力增大会导致边坡安全系数增大,锚索预应力大于400kN时水平位移较为稳定。

倾斜煤层直角梯形巷道支护参数优化的数值模拟研究

倾斜煤层由于其特殊的地层特性,所开采巷道的围岩应力呈现出非对称特征,使得倾斜煤层巷道支护难度高于水平煤层。为了解决严重影响巷道稳定的不平衡应力以及原有支护过剩等问题,以山西黄岩汇5301工作面为实例,通过数值模拟软件FLAC3D分析不同锚索排布、角度、顶锚杆数量条件下的直角梯形巷道的围岩应力,确定最优支护参数。结果表明,当锚索呈“3-3-3”排布且垂直于巷道顶板,顶锚杆数量为6时,数值模拟效果最优,同时根据现场矿压观测结果,优化后的支护参数可以有效保障直角梯形巷道的稳定性。

桩锚支护结构参数优化有限元分析

目的研究桩锚支护参数变化对支护效果的影响,确保在建筑基坑支护设计中做到安全、经济、合理.方法采用有限元法对实际基坑工程支护设计进行数值模拟,详细分析改变锚索的倾斜角度以及施加在锚索上的预应力的大小这两个设计参数对基坑和桩体的变形情况的影响.结果在锚索角度不变的情况下,增加预应力的大小,桩顶的位移是逐渐增加的.但是桩顶位移时间曲线的走向趋势是大致相似的;在预应力不变的情况下,随着锚索角度的增加,桩顶的位移是逐渐减小的,但是幅度比较小.结论锚索倾角在一定范围内的变化对基坑的位移影响相对较小,锚索预应力的改变对基坑位移的影响比较明显,有限单元法对基坑支护进行数值模拟分析是有效的、可行的.

沿空留巷现场施工关键技术的研究与应用

沿空留巷巷旁充填技术已经在煤炭行业成功推广应用,但由于施工工艺、配套设备的特殊性,在现场施工过程中会受到超重超高超长模板支架安装、大断面巷道施工、充填料运输、墙体补强堵漏、留巷补强支护等具体问题。西山煤电集团屯兰矿采用加密锚索、角锚索补强的支护方式,选用德国产JDN-20风动提升机配合H型吊装梁钢(450A型)解体起吊组,采用无极绳连续牵引车代替调度绞车的运输方式,消除辅助运输制约正常生产的"瓶",选用新型速凝固化剂(库尔拜)进行充填加固堵漏,解决了沿空留巷中遇到的各种技术难题。目前,沿空留巷工作面墙体能有效地控制顶板,使充填与回采工艺匹配,瓦斯得到有效控制,平均日产量突破了4 000 t、月推进度达到120 m,经济效益显著。

厚泥岩复合顶板煤巷围岩控制技术研究

针对首山一矿11061工作面运输平巷厚泥岩复合顶板强度低、无稳定承载结构、顶板下沉量大的问题,通过监测巷道围岩破坏及离层发育,统计巷道破坏具体形式,分析得出复杂应力条件下厚泥岩复合顶板巷道破坏的力学机制。基于普氏拱理论,结合现场具体支护和破坏状况,提出"预应力锚杆+锚索承载结构,配合原生裂隙区域注浆加固"的改进支护方案:预应力锚索(杆)形成的主、次承载结构协同作用,在两承载层间的泥岩顶板形成压缩区限制离层发展;布置倾斜锚索与垂直锚索,限制巷道顶帮角处围岩塑性区扩展,防止锚索锚固点所在岩层破断失去承载能力。依据塑性圈理论和数值模拟等手段,确定锚杆、锚索等具体支护参数,利用分区注浆加固泥岩强烈膨胀与松动破坏区域。数值模拟和现场工程实践的结果表明:与原支护方案对比,改进的支护方案巷道变形量减少约50%,巷道围岩完整程度明显提高,有效地控制了厚泥岩复合顶板变形与破坏。