自稳隐形拱的研究与应用

根据巷道顶板的受力状况,提出了巷道顶板的“自稳隐形拱”概念,并利用大型软件FLAC对开挖后的巷道进行了数值模拟,推导出了自稳隐形拱与极限自稳隐形拱的曲线方程。通过改变巷道断面形状、加帮部锚杆和顶板锚杆,可以改变自稳隐形拱和极限自稳隐形拱的曲线位置,为支护设计提供了依据。

基于自稳隐形拱理论的锚网索支护技术

基于自稳隐形拱理论的锚杆支护设计,在一般围岩巷道取得了良好的支护效果,但是针对软岩巷道大变形的特点,有必要对其应用进行深入研究。论文对基于自稳隐形拱理论在软岩巷道的应用进行了分析研究,提出了合理的支护方案。现场施工监测表明,该支护方案可以有效地增加锚杆的承载面,防止碎矸冒落,使软岩巷道围岩变形得到有效控制。

自稳隐形拱理论在软岩巷道围岩控制中的应用

针对软岩巷道围岩的变形破坏特点及岩体的自稳现象,提出了"极限自稳隐形拱"的概念,并给出了自稳隐形拱的椭圆曲线方程,阐明了巷道顶板稳定性控制的重要性,揭示了巷道围岩的控制对象,明确了支护控制的目的是缩小自稳隐形拱,并控制危害岩体的稳定性。通过在裴沟-300轨道大巷支护实践中的成功应用,为软岩巷道支护控制提供了新的理论依据。

基于自稳隐形拱理论的高地应力软岩巷道支护

基于自稳隐形拱原理的高地应力软岩巷道支护设计是在围岩具有自承能力的基础上,通过对巷道围岩的应力进行分析,找出拉、压应力的分界线。并得出了极限自稳隐形拱是地下巷道围岩可能失稳的最大区域边界。本文运用FLAC3D数值模拟计算方法对巷道进行了分析研究,验证了自稳隐形拱与极限自稳隐形拱的曲线方程,提出了合理巷道断面+爆破最佳位置+锚网索的支护方案。现场施工监测表明,该设计方案可以有效控制该类围岩的稳定。

基于自稳隐形拱理论和FLAC的巷道支护方案优化

以陕北榆阳煤矿2302运输巷道为背景,使用FLAC数值模拟软件和"自稳隐形拱"理论对其掘进断面和支护方案进行了优化,从而使之能够更有利于巷道的变形。设计了现场监测方案,并对部分监测结果进行了分析。结果表明:优化的巷道断面和支护方案合理可行,满足了该巷道的安全。

巷道顶板中的自稳隐形拱

根据巷道顶板的受力状况 ,首次提出巷道顶板中的“自稳隐形拱”概念 ,并根据这一观点 ,将顶板岩体划分为 4类 ,即稳定岩体、挤压承载岩体、不稳定岩体和易冒落岩体 ,为支护设计提供依据。

基于自稳隐形拱理论的巷帮稳定性分析

基于自稳隐形拱理论,解释了巷帮支护对巷道围岩稳定性的重要性。运用MIDAS/GTS软件,进行了三维的模拟分析,选取了下帮滞后支护和正常支护2种模型,得出了前者比后者巷帮位移量、塑性区面积均大。现场监测结果表明:下帮表面位移量比上帮最大值大114mm左右,再次验证了下帮支护对巷道稳定的影响,为工程实践提出依据。

山阳煤矿基于自稳隐形拱理论的切眼支护设计研究

综采工作面切眼用来安装综采支架、刮板输送机、采煤机等设备并从此开始回采,要求切眼的跨度较大、安全可靠。通过分析山阳煤矿1507工作面切眼的地质条件,以自稳隐形拱理论为基础,应用“自稳隐形拱最大高度公式”确定顶锚杆长度、应用“极限自稳隐形拱最大高度公式”确定锚索长度、应用“锚入岩层内深度公式”确定锚索锚固长度,并运用其原理对矩形巷道进行了改进,设计了导硐法掘进的刚柔双层网支护的圆弧角矩形切眼。同时在施工中设置了顶板观测站,监测巷道表面收敛量、顶板离层量及锚杆工作荷载等指标指导施工。从其支护效果和支护方案的合理性方面看,成功实现了切眼可靠支护和安全使用。可为类似条件矿井提供借鉴。

基于自稳隐形拱理论的强风化顶板支护研究

运用FLAC有限差分法程序,针对凉水井煤矿3-1煤穿越风化带煤巷掘进,分析研究煤巷顶板在有无夹芯(火烧岩)条件下围岩应力场的分布情况,应用自稳隐形拱理论,将岩体承载能力的界限划进锚索锚固范围内,变架棚支护为主动支护,优化支护参数,为复杂层状顶板巷道的支护提供一定的借鉴,具有一定的工程指导意义。

基于自稳隐形拱理论的巷道支护研究

针对可可盖煤矿主、副斜井TBM基岩段施工及支护问题,基于自稳隐形拱理论,设计并确定锚网喷支护参数。运用FLAC有限元软件,分析支护后围岩表面位移,以此验证巷道支护的合理性。通过顶锚和帮锚的设计,合理地减小了围岩的自稳隐形拱范围,所采用的锚网喷技术及相关设计参数得到的围岩顶板下沉量、底鼓量以及两帮移进量分别为15.932mm、7.64mm和12.502mm,两侧帮部的最大位移量为105mm,而顶板的最大位移量为80.5mm。这些位移量均在设计允许的变形范围内,说明支护效果较为理想。本研究为巷道支护提供一定的借鉴,具有一定的工程指导价值。

自稳隐形拱理论在岩质隧道锚杆支护工程中的应用探讨

阐述了自稳隐形拱锚杆支护理论,利用FLAC-3D软件对该理论进行了模拟和分析,并初步研究和确定了适合隧道施工的锚杆支护设计思路。现场施工监测表明,该方法可以有效控制隧道围岩的变形,为岩质隧道支护设计提供了新的依据。

高地应力下巷道底板拱结构分析及其应用

为解决高地应力条件下煤矿巷道底板易发生底鼓且难以支护的技术问题,以巷道底板隐形拱为研究对象,构建了巷道底板隐形拱结构力学模型,理论分析了高地应力条件下巷道底鼓机理,提出了底板支护方案和支护参数确定方法,并通过工程实例验证了该方法的支护效果。结果表明:巷道底板变形破坏实质为底板隐形拱结构逐步向深部发育的过程,底板隐形拱的形态与底板岩层所受水平侧压力和两帮支承压力相关,具体表现为竖直方向椭圆、圆及水平方向椭圆3种不同形态。在巷道底板中布置注浆锚索(杆)可以形成一定厚度的挤密加固拱结构,能有效阻止巷道底板拱结构向深部发育,从而改善巷道底板稳定性;以陕西彬长矿区某矿回风大巷底板修复为例,运用上述理论对该巷道底板支护方案及其参数进行优化设计,现场监测结果表明,巷道底板变形控制效果良好,保证了工作面的安全高效回采。研究成果可为高地应力条件下巷道底板支护参数确定提供理论依据。

观文煤矿“三软”煤层巷道支护技术实践

本文详细分析了观文煤矿C24煤层在“三软”(软顶板、软底板、软煤层)条件下巷道支护的技术实践。研究首先对C24煤层的顶板、底板和煤层赋存情况进行了深入分析,并总结了观文煤矿回采巷道变形破坏的主要原因。文章探讨了巷道变形破坏的机理,并基于隐形拱理论,提出了一系列创新的支护对策。这些对策包括应用锚杆支护技术、加强锚索组合梁的支护强度以及在顺层巷道实验中采用喷浆封闭巷道围岩等方法。通过实践验证,文章成功地揭示了“三软”煤层回采巷道中锚杆和锚索的受力分布规律,以及其变形破坏的形式。这些发现对于改进煤矿巷道的安全性和稳定性具有重要意义,为类似煤层的巷道支护提供了有力的技术指导。

构造破碎带大巷复修的支护理论与实践

太平煤矿南三运输大巷处于地质构造破碎带,通过实测分析,将巷道破坏划分为斜冒型、顶冒型、垮帮型、帮顶冒落型和高冒型五种类型。基于巷道破坏的机理分析,将两帮和顶板作为统一体,建立了自稳隐形拱理论,提出了复修支护的机理和原则,给出了确定支护参数和工艺的方法,通过实践证实是成功的。

跨大巷开采巷道支护技术研究

通过三维Midas/GTS数值模拟软件完成了非平面应变问题下的跨大巷开采巷道稳定性分析,并根据自稳隐形拱理论对巷道支护分段处理,确定了锚杆、锚索支护深度,将主动锚杆支护和被动架棚支护运用到复杂地质条件下的巷道加固中,为跨大巷开采巷道支护提供了可行的技术依据。

松软破碎顶板开切眼锚网支护技术研究

为解决松软破碎顶板切眼在开挖过程中顶板离层易严重冒落的问题,针对合阳一矿X502切眼的具体情况,以自稳隐形拱为理论基础,提出了开切眼侧导洞二次掘进成巷的方案,确定了开切眼的支护参数。现场监测结果表明:X502开切眼设计方案有效地控制了周围围岩的稳定,实现了松软破碎顶板开切眼安全成巷,为后续矿井工作面切眼施工起到了指导作用。

极近距离立体交叉巷道交错段围岩控制与支护技术

针对极近距离的空间立体交叉巷道交错段的围岩控制,根据自稳隐形拱理论对上方巷道掘进对其下伏巷道造成的影响进行了理论分析,分析认为:当上方巷道在其下伏巷道的自稳隐形拱范围内掘进时,并不会对其下伏巷道顶板造成应力集中现象,而只会增加其下伏巷道自稳隐形拱的高度,从而造成下伏巷道顶板压力的增大。同时,减小上方巷道的跨度能够有效减小其下伏巷道的顶板压力,从而有利于其下伏巷道的顶板稳定性控制。并以南阳坡煤矿极近距离立体交叉巷道为工程背景,计算了上方巷道掘进时其下伏巷道的顶板压力,对掘进通过下伏巷道时进行了数值模拟,以此为依据对立体交叉巷道的交错点的下伏巷道支护进行了优化设计,在上方巷道掘进的过程中保证了下伏巷道的稳定性,为类似工程提供了借鉴意义。

复合顶板中厚煤层沿空掘巷煤柱宽度研究

将沿空掘巷煤柱宽度按照沿采场边缘的塑性区、煤柱侧帮锚杆支护作用区和安全余量三部分之和作出了初步确定,采用极限平衡理论计算了采场边缘的塑性区宽度,利用自稳隐形拱理论确定了帮锚杆支护作用区,并通过Midas数值模拟获得了最佳煤柱宽度。根据自稳隐形拱理论对沿空掘巷顺槽进行了支护设计,为复合顶板中厚煤层下沿空掘巷支护提供了理论依据。

“三软”煤层巷道围岩变形特征及支护参数优化

“三软”厚煤层综采工作面回采巷道的特点是断面大、围岩软、变形大,在巷道掘进过程中,较短时间内易发生破坏失稳,甚至诱发冒顶事故,造成人员伤亡和经济损失。为解决“三软”厚煤层回采巷道掘进及支护难题,以“三软”厚煤层为特殊背景,采用理论分析方法进行研究,依据“自稳隐型拱”理论方法,分析围岩结构稳定性、“自稳隐形拱”高度,进而分析“三软”厚煤层巷道围岩变形特征及控制机理,为设定回采巷道支护技术指标提供依据。

松软厚煤层大断面切眼锚杆支护技术研究

为了解决澄合百良旭升煤炭有限公司软厚煤层、破碎顶板大断面切眼锚杆支护问题,运用自稳隐形拱理论对切眼进行了锚网索联合支护参数设计,并通过Midas/GTS数值模拟软件验证了设计的可行性,为类似复杂条件下大断面切眼锚杆支护提供了理论依据。