深部高水平地应力巷道变形机理与控制对策

为解决深部巷道围岩支护问题,保障深部资源安全开发,针对深部高水平地应力巷道工程的变形破坏特征,采用现场调查与数值分析结合的方法对其破坏机理与控制对策进行了研究。结果表明,受埋深大、地应力高的影响,原支护方案下巷道围岩出现了两帮收缩、顶板下沉、支护体变形破坏与底鼓现象。深部高地应力与采动集中应力的叠加作用加剧了围岩变形与劣化,导致巷道锚喷及锚索支护参数不合理,U型钢支架被动受力,支护结构整体承载力不足。结合现场工程地质条件,提出了高地应力锚网索耦合支护、关键部位锚索耦合支护、钢支架壁后充填耦合支护等组合技术措施,同时优化耦合断面,采用顶、底板水平应力扰动控制技术,实现荷载均匀化,有效地遏制了围岩的变形,提高了巷道围岩整体稳定性。

北截金矿深部岩体岩爆倾向性与岩爆等级分析预测

深部开采过程中,受高地应力及扰动影响,易发生岩爆等地质灾害。为保障北截矿区深部开采安全生产,开展了深部岩体单轴及三轴压缩试验,进行了现场地应力测量,分析了地应力与埋深的关系,得到了北截矿区埋深与地应力回归曲线,探讨了北截矿区深部岩体岩爆倾向与岩爆等级,提出了岩爆防控的工程建议。

深层脆性页岩井钻井液漏失机理及主控因素

四川长宁区块页岩气资源丰富,但在水平井钻井中钻井液漏失问题突出,制约了长宁区块页岩气资源勘探开发进程。基于单井测井数据与地震解释数据,建立了长宁区块页岩气地层裂缝、地应力及地层压力展布模型,研究了三者与钻井液漏失情况的响应关系。结果表明:长宁区块构造背斜高部位裂缝密度大,地层埋藏浅地应力小,闭合裂缝的开启临界压力与裂缝延伸临界压力都较小,地层孔隙压力低,钻井液漏失情况严重;构造向斜低部位裂缝密度相对于构造高部位小,地层埋藏较深地应力大,闭合裂缝的开启临界压力与裂缝延伸临界压力都较大,地层孔隙压力高,钻井液漏失情况不突出。长宁区块断层裂缝发育,钻井液漏失主要为压差性漏失和闭合裂缝扩展性漏失。研究结果揭示了长宁区块深层页岩钻井液漏失机理,明确了其主要影响因素,可为长宁区块页岩储层防漏及效益化开发提供科学依据。

镇沅金矿松软破碎岩体巷道稳定性分析及支护技术

针对镇沅金矿巷道围岩松软破碎的情况,采用理论计算、数值模拟和现场试验相结合的方式,对冬瓜林矿段1473 m中段巷道围岩进行了地压估算、巷道结构面调查和点荷载强度试验,分析了巷道破坏的原因,总结了巷道破坏形式,建立了巷道破坏形式的力学模型,最终分析确定了巷道破坏时的围岩受力状态。采用锚注联合支护的方式对松软破碎岩体巷道进行掘进和支护,确定了巷道的支护参数,并对其进行了数值模拟,验证了支护方式和支护参数的合理性。在1473 m中段巷道掘进中进行了现场试验,通过对巷道两帮变形量的监测可以得出,巷道最终的变形量不超过20 mm,巷道未发生较大的变形和破坏,该支护方式可以有效控制巷道的变形破坏。

高地应力富水区千枚岩隧道变形控制

千枚岩由于其遇水软化、自稳性差、收敛变形大等特性,在高地应力和地下水压作用下极易产生滑塌。以银兰高速铁路尖山隧道破碎千枚岩段为依托,对千枚岩特性及其滑塌机理进行归纳,并针对高地应力、地下水压对隧道大变形产生的影响进行数值模拟,从开挖工法、注浆加固、支护时机等方面分析隧道大变形的控制方法。结果表明:对于富水区千枚岩隧道施工,建议预留变形量250~300 mm,并采用二台阶+预留核心土法施工;可采用厚度3 m的注浆加固圈,提高隧道围岩结构的稳定性,若隧道围岩纵向变形很大,则采用厚度4 m的注浆加固圈;当隧道变形达到极限位移的80%,施加二次衬砌支护,可取得良好的隧道变形控制效果。该研究可为类似项目提供参考。

木寨岭铁路隧道斜井大变形的控制技术探讨

为了寻找高地应力软岩隧道的大变形控制措施,对在建的兰渝铁路木寨岭隧道大战沟斜井薄层炭质板岩段进行了多种大变形控制方法的试验。试验说明:木寨岭隧道的大变形是不可避免的,但是可控的;超前小导坑、导洞和大钻孔进行应力释放对控制大变形是非常有效的,但就其进度而言,还有待完善;小幅增加初期支护刚度加套拱支护对大变形控制也是有效的,但工程费用增大。为了有效控制大变形,建议大幅提高初期支护钢架刚度,合理减小钢架间距,复杂地段辅以超前大钻孔进行应力释放。

蓝家岩隧道初始地应力测量及应用

为指导蓝家岩隧道变形预测、合理选择支护参数、安全施工,本文简要介绍了应力解除法测量地应力的基本原理及试验步骤,采用空心包体套孔应力解除法对不同埋深隧道现场地应力实测,通过对钻孔应力解除测试结果分析,得出该隧道部分区间的地应力分布规律:蓝家岩隧道为高地应力隧道,最大主应力方向与隧道轴向垂直,不利于隧道稳定。最大水平主应力方向与岩层走向基本一致,最小水平主应力方向与岩层倾向基本一致。采用Hoek公式预测变形,优化软弱围岩大变形的控制措施,选择合理的支护参数,确保安全施工。

高地应力多煤层扰动下巷道变形规律及控制对策

与浅部巷道围岩变形有所不同,深井高地应力作用下巷道呈现出一定的时空规律,特别是多煤层扰动下的底板巷道变形。针对高地应力多煤层扰动下巷道变形的复杂问题,结合矿井实际,研究了扰动过程与底板变形区域存在的时空关系,并提出针对性的围岩控制对策。

叙毕铁路软岩隧道挤压性变形防治技术研究

高地应力下软岩隧道挤压性变形问题仍然是困扰隧道工程界的重大难题,其往往造成工程风险大、整治费用高、处理周期长。文章依托叙毕铁路新高坡软岩隧道,基于强度应力比和隧道周边应变关系设计了一套软弱围岩挤压变形预测系统,通过提前对变形进行预测,进而动态调整设计方案并制定控制措施,在施工过程中根据监测数据对措施及时进行调整,有效地控制了变形,提高了工作效率,保证了工程的安全建设。