西部矿区含水软岩地层冻结立井井壁修复技术研究

井筒是矿井的咽喉,矿井所有煤炭提升和人员、设备、材料、矸石升降及矿井通风等均需通过矿井井筒完成,具有投资大、建设周期长、服务年限长、矿井投产后维修困难等特点。结合我国西部地区立井井筒施工所穿过地层特点,分析、总结井筒冻结、井壁结构设计、井筒施工技术等关键技术,成功实施了神华集团杭锦旗能源有限公司塔然高勒矿井冻结断裂井壁修复工作,相关成果可供类似井筒设计、施工参考。

车古211井抗高温防塌钻井液技术

车古211井是重点评价井,完钻井深5054.3m。车古区块地质结构复杂,地层发育超温,井底温度达180℃,勘探过程中复杂情况不断发生,车古区块一度成为勘探开发的禁区。通过优选复合盐防塌钻井液体系和抗高温无固相钻井液体系,配合现场钻井液维护处理工艺,保证了工程的顺利进行,钻井过程中井壁稳定,完井作业顺利,为该区块的进一步勘探开发提供了宝贵的技术参数和施工经验。

综放工作面软底沿空留巷围岩控制技术研究

针对综放工作面软底沿空留巷变形严重的难题,以古城煤矿S1303辅助进风巷为研究对象,采用现场调研、数值模拟和现场试验等方法,分析了综放工作面软底沿空留巷变形异常特征,模拟研究长综放工作面软底沿空留巷应力变化规律。模拟结果发现:距实体煤约7.5m处存在应力峰值,以此确定分段扩孔技术有关参数;根据巷道围岩整体变形呈现明显非对称性特点,并提出“控顶-限帮-让底”为核心思路的围岩分区协同控制技术;通过工业性试验结果,认为该技术的支护效果较好,提高了沿空留巷的整体稳定性,可实现对软弱煤层底板的高效处理,对类似条件软底沿空留巷具有一定借鉴意义。

大跨软岩隧道近接下穿古长城遗址施工技术研究

依托大跨软岩尕沟隧道近接下穿国家级文物明长城遗址工程,研究解决了在保证明长城安全、稳定的前提下实现隧道顺利下穿的问题。通过采取水平旋喷桩超前预加固、调整开挖方法、严控洞内变形、加强明长城本体监测等措施,最终达到隧道施工过程中及下穿后明长城始终处于稳定状态的技术目标,保护了明长城的历史风貌。

高地应力环境下乌鞘岭深埋长隧道软弱围岩流变规律实测与数值分析研究

在高地应力环境下的软弱围岩中修建深埋长隧道,软弱围岩流变一是个突出的工程地质问题。位于兰新铁路上的乌鞘岭深埋长隧道工程在穿越宽达785 m的断层F7时,软弱围岩发生了显著流变,围岩最大收敛变形超过1 m,对支护结构造成严重破坏。首先,在对乌鞘岭深埋长隧道进行长期围岩收敛变形的基础上,分析乌鞘岭深埋长隧道左、右主洞的收敛变形规律,其研究结果表明左线主洞的收敛变形均大于右线主洞,这是由于进行右线主洞施工时吸取了左线施工的经验;然后,利用FLAC3D对乌鞘岭深长隧道软弱围岩流变进行数值研究,数值分析结果与实测结果较为一致;最后,提出对软弱围岩流变进行工程治理的6条原则。

高地应力作用下乌鞘岭深埋长隧道软弱围岩流变规律研究

在高地应力环境下的软弱围岩中修建深埋长隧道,软弱围岩流变一是个突出的工程地质问题。位于兰新铁路上的鸟鞘岭隧道工程在穿越宽迭785m的活动断裂带F7时,软弱围岩发生了显著流变,围岩最大收敛变形超过1m,对支护结构造成了严重破坏。本文在对鸟鞘岭隧道进行长期围岩收敛变形的基础之上,分析了乌鞘岭左右两主洞的收敛变形规律。此外,作者提出了对软岩围岩流变进行工程治理的原则。

破碎软岩中长锚索支护参数设计及其应用

云南某铜矿地质条件复杂,矿体和围岩均较破碎且含泥量高,需对其进行大量加固支护。综合分析后,考虑采用长锚索加固技术,对4#矿体进行围岩预支护、分层整体锚固及顶板长锚索加固。根据矿岩性质及采场结构,进行了锚索支护参数设计。试验结果表明,长锚索加固技术对于厚大破碎矿体适用性强,能有效防止围岩冒落、顶板垮塌及维护巷道完整性。矿石回收率比现用采矿方法提高近20%,矿石贫化率降低8%,经济效益显著。

隧道软弱围岩超前预支护技术分析

根据超前预支护在不同软弱围岩隧道施工中的应用 ,归纳了不同预支护方法的施工工艺及施工中应注意的质量问题 ,并对其进行了比选。提出必须因地制宜、灵活地选用预支护方法 ,达到既保证安全施工 ,又降低工程造价的目的。

软岩隧道围岩压力模型试验研究

采用相似材料模型试验方法，对软岩隧道在以竖直地应力为主和水平地应力为主两种情况下围岩压力分布规律进行了研究．研究结果表明，隧道围岩应力升高区在隧道周围1倍洞径之内，应力集中系数约为1．2—1．5．因围岩应力重分布而出现塑性区，高应力向深部转移．隧道施作衬砌后，随着洞周围岩应力进一步释放，塑性区继续扩张，应力升高区也进一步向围岩深部发展，洞周的应力集中现象有所减小．隧道边墙中部、拱肩、拱顶是比较关键的部位，应加强支护．

不同地质条件下浅埋偏压小净距隧道围岩稳定性研究

不同围岩条件下浅埋偏压小净距隧道的围岩稳定性相差很大,特别是半软半硬岩层隧道,由于软硬交界面的存在,其施工力学特性更加复杂。使用FLAC3D模拟不同净距下均质硬岩、均质软岩和竖向半软半硬岩隧道施工15种工况,对比分析中岩墙、拱顶上部围岩、仰拱处围岩和边坡的围岩稳定性。结果表明:隧道开挖引起均质围岩中岩墙上部水平位移最大,而半软半硬岩中部水平位移最大,中岩墙上部围岩稳定性最差;0.6B净距可以作为半软半硬岩偏压小净距隧道的临界值;半软半硬围岩隧道开挖引起拱顶沉降量和硬岩隧道比较接近,远小于软弱围岩隧道拱顶沉降;隧道开挖引起软岩侧洞室上覆盖层围岩稳定性变差;隧道开挖引起拱顶上部围岩破裂面整体呈"W"形,仰拱部围岩破裂面呈"M"形。

用人工神经网络方法辨识岩体力学参数

研究了用人工神经网络辨识岩石工程岩体力学参数的基本原理、网络结构、网络训练样本的获得及网络训练方法·在此基础上 ,提出了用人工神经网络辨识岩石工程岩体力学参数的方法和步骤 ,并给出了一个参数辨识实例·结果表明 ,依据巷道变形观测 ,用神经网络辨识岩石工程岩体力学参数是可行的·该方法为研究岩体物理力学性质参数和岩石工程初始地应力条件提供了一个有效途径 ,尤其适用于软岩情况下岩体力学参数的辨识·

软岩立井井壁与流变岩体相互作用的实验分析

利用流变介质模型，分析软岩立并并壁与粘弹塑性围岩的相互作用。根据现场实测结果及围岩压力与时间的关系，得到围岩应力、位移随时间的变化规律和粘塑性区的扩展规律。

深井软岩巷道掘进迎头片帮防治技术

为了解决采深不断加大的软岩巷道掘进迎头片帮安全问题,运用岩体力学、材料力学、地质学理论方法研究了软岩巷道掘进迎头片帮机理和巷道掘进迎面墙锚杆布置优化方案。结果表明:圆形软岩巷道掘进迎头片帮部位随其断面垂向尺寸的渐变而变化,其垂向尺寸最大的条带区是最需加固的部位。该成果对现场掘进迎头的片帮防治具有一定的参考价值和指导意义。

软岩段立井井壁破裂特征及修复结构优化

为解决深立井软岩段井壁的破裂问题,对深立井软岩段井壁的破裂原因、修复支护方法进行了详细的研究,总结出了深立井井壁自身具有的特征,借助岩土工程专业分析软件FLAC^(3D),对不同的井壁修复结构形式进行了模拟分析,并对井筒修复中井壁的结构形式进行了优化,得出高阻让压的井壁结构形式,均化井壁受力,实现了提高井壁整体承载能力的最佳效果.

某大跨隧道减震降噪爆破施工技术

某隧道作为一条长大双线大跨小间距隧道,由于其进口段的双线大跨及软弱不良地质,加之隧道南口处于市区的居民密集住宅区,场地小、居民多,这些共同构成了施工中的难点。在施工中如何最大限度的将爆破震动效应控制在最低限度,确保围岩稳定、施工安全及满足市区施工对环保的特殊要求是施工中的关键问题。在施工中采用有效的减震降噪措施,取得了满意的效果和一定的经济及社会效益。

软弱围岩隧道开挖的有限元模拟

采用非线性有限元数值模拟的方法,对软弱围岩隧道施工进行了数值分析.利用大型通用软件ANSYS提供的单元生死功能和隐式蠕变方程,就隧道上下台阶法施工作业方式进行了二维弹-粘塑性分析,并进行模拟,所揭示的规律能为工程施工提供依据和指导.

控制软弱围岩隧道地面沉陷技术分析

论述了在软弱围岩隧道施工中,在掌子面前方大范围内加固围岩,控制地表沉降的方法、设计要点和施工步骤,并对适用范围及效果进行了评价。提出了必须根据综合地质条件,结合常规施工方法,进行充分的经济技术比较,选择一种或多种超前支护方法,达到支护方式既安全又经济的目的。

深井软岩大巷深孔爆破卸压机理及工程应用

针对深井高应力软岩巷道变形量大、返修时间短的特点,提出巷道基角深孔爆破卸压方法和设计原理,并在淮南矿业集团谢桥矿进行了现场试验。对比试验表明,高应力软岩巷道基角卸压在巷道掘进初期对围岩变形速度、变形量及稳定时间得到了很好的控制,表明深部爆破卸压可以充分改变围岩应力状态。

隧道围岩强度不均地段塌方成因及其处理方法

2006年1月,承德韩郭线二级公路工程喇嘛梁隧道发生了大面积塌方。基于现场调查结果,详细描述了隧道塌方地段工程地质背景、与支护方法,以及塌方事故,并结合以上现场资料分析了该隧道塌方的机理;同时,还介绍了在该段塌方处理中如何采用的工字钢梁和超前注浆导管等技术手段。这一研究也为类似地质情况提供了宝贵的施工经验和理论支撑。

孤岛煤柱下交岔点楔形墙体支护技术研究

为解决煤矿井下大断面交岔点巷道的支护问题,特别是孤岛煤柱下特殊地段交岔点破碎"牛鼻子"楔形墙体围岩稳定性维护难题,结合许疃矿-500水平轨道石门交岔点的工程实例,对大断面交岔点"牛鼻子"楔形墙体的破坏变形特征及原因进行了分析总结。在力学模型理论分析的基础上,提出了楔形墙体岩柱的稳定性是交岔点巷道整体失稳的主控因素,并对交岔点楔形墙体对拉锚索补强作用进行了分析,形成了针对破碎"牛鼻子"楔形墙体的注浆预加固与对拉锚索补强支护的新技术。工程实践表明,该技术对孤岛煤柱下大断面交岔点破碎"牛鼻子"楔形墙体围岩起到了有效的加固和控制变形的作用,提高了交岔点巷道的整体稳定性,发挥了交岔点巷道顶帮底互控效应;交岔点修复70d后变形趋于稳定,两帮位移量小于100mm,顶底板位移量小于85mm。