适用于支护拓扑优化的双向渐进优化方法

利用近年来发展的渐进结构优化方法(ESO)的概念,发展了适用于支护拓扑优化问题的双向渐进结构优化方法(BESO)。本文方法能在优化过程中控制开孔数,有效地避免了棋盘格式的出现,提出了两个解决振荡问题的技巧。将加固后的岩体看成人工支护材料,可以把加固优化的问题转化为人工支护材料在原岩中的分布的拓扑优化问题。建立了防治底臌帮臌的准则及其敏感度,研究了均匀地基不同地应力条件给定加固量时使得底臌帮臌最小的洞室开挖支护的最优拓扑。最优设计的底臌量明显小于经验设计的底臌量,证明了方法的有效性。

深井软岩巷道帮底锚注支护技术应用

为了研究控制深井软岩巷道大变形的有效支护方法,以淮南朱集煤矿轨道大巷为研究对象,分析了巷道变形破坏特征及其主要原因,并基于深部巷道支护原理,提出了考虑和不考虑帮底支护的2套支护方案。利用FLAC3D数值模拟软件,对不同支护方式下巷道围岩的应力场、位移场和破损区进行对比分析。数值模拟结果表明,加强帮底支护,能降低应力增高区的应力值,减小围岩扰动区、应力增高区和破坏区的范围,有效控制顶板围岩下沉和底板围岩隆起,验证了巷道帮底锚注支护技术的有效性。现场监测数据表明,巷道帮底锚注支护技术实施后,取得了较好的支护效果。

高矿压顺槽无梁带锚网支护研究

董东煤业公司采煤工作面位于渭北煤田奥灰水位线以下,两顺槽矿压显现十分剧烈,底鼓和帮鼓严重,需要专业队伍跟随采煤工作面起底扩帮,不但影响回采生产,还产生很大的生产费用。应用自稳隐形拱理论对巷道支护设计进行优化,设计了"无梁带锚网支护系统",锚杆长度根据自稳隐形拱高度确定,锚索按照极限自稳隐形拱高度确定,锚杆直径和间排距按照锚杆岩石耦合理论确定,解决了董东矿建矿以来的生产难题,取得了良好效果。