低地应力区碎裂结构围岩基本特征研究

以某市引水工程地下洞室围岩为例 ,采取试验样品若干件 ,分别做了围岩的平均化学成分与百分含量衍射以及电镜扫描分析 ,并得到了相应的结果。在此基础上 ,从成分和微观结构两方面入手 ,总结出低地应力区碎裂结构围岩组成与显微结构方面的特征和变化规律 ,初步探讨了低地应力区碎裂结构围岩微观变形特征 ,这为进一步研究低地应力区围岩宏观变形破坏及其稳定性等方面 。

基于层状岩体卸荷演化的锦屏Ⅰ级地下厂房洞室群稳定性与调控

锦屏I级水电站地下厂房洞室群开挖支护设计与施工控制以及整体稳定性等问题十分突出,施工期已经明显呈现出高应力、低强度应力比条件下围岩的卸荷变形与破坏特征。根据锦屏I级地下厂房层状岩体力学特性,采用考虑卸荷演化的层状岩体本构模型及其数值模拟方法,反演获得初始地应力场以及层状岩体力学参数。在此基础上,对锦屏Ⅰ级地下厂房洞室群进行三维数值模拟分析,获得一些对高应力下锦屏Ⅰ级水电站大型地下洞室群施工期围岩稳定与支护安全等方面的认识,提出洞室群围岩应力释放调控、松弛区承载力调控以及变形开裂调控等适时工程调控措施与建议。研究结果表明,洞室群整体开挖完成后的现场监测结果和围岩稳定现状等证实了所提出的认识和调控措施的合理性,表明层状岩体本构模型及其数值模拟分析方法能够较好地反映高应力下层状岩体中大型地下洞室群施工期的工作性状。

鄂尔多斯盆地Z区长8超低渗透率储层地应力特征研究

基于大量的文献调研分析,归纳总结了基于测井信息的地应力预测方法,结合研究区资料开展了鄂尔多斯盆地Z区长8储层地应力剖面的建立及地应力平面分布特征研究。地应力预测的关键在于地层孔隙压力、垂向应力及水平应力的估算。地层孔隙压力的估算方法包括等效深度法等3种方法;垂向应力的估算方法是基于瑞士地质学家Heim提出的方法;水平应力估算根据单轴应变模型等4种模型。研究区垂向应力估算采用了Heim法;最小水平应力估算采用了单轴应变模型中的Newberry模型;最大水平应力估算利用双井径测井资料的方法进行计算,最终建立该区长8超低渗透率储层地应力剖面。基于单井地应力数据统计分析,研究揭示了长8超低渗透率储层地应力平面特征;依据研究区地应力平面等值线特征,该区开发井的井排方向设计应选择西西北—东东南方向。由于目的层垂向应力平面分布呈现非均匀性特征,注水压力设计也应参考实际的地应力非均质性特点。

坚硬顶板煤层大巷低密度高强稳定型支护技术

根据地应力测试原理,成庄矿15号煤大巷选取具有代表性的测试地点,对其应力、围岩强度、围岩结构等基本地质力学参数进行确定;在此基础上运用数值模拟进行地应力、围岩强度对巷道围岩稳定性影响分析;结合锚杆支护设计原则,并针对成庄矿15号煤坚硬顶板的特点,对煤层大巷的支护方式及参数进行研究;提出采用低密度高强稳定型锚杆支护技术进行支护,并成功应用于回风大巷中的支护现场实践。

广义Hoek-Brown准则在某非洲水电工程中的应用研究

基于广义Hoek-Brown准则,以某非洲大型水电工程为背景,探讨了该方法在低地应力地区节理岩体强度参数取值中的应用。在现场勘察和施工开挖面测绘数据基础上,对比分析了相同围压条件下该方法估算获得的岩体强度参数同现场原位试验的岩体强度参数,结果基本吻合,说明广义Hoek-Brown准则估算岩体强度参数可以满足工程计算需要。应用广义Hoek-Brown准则估算的隧洞和边坡岩体的强度参数,对坝址区引水隧洞K0+209.0 m断面及右岸坝肩边坡开挖过程模拟分析,结果显示的隧洞顶拱位移及隧洞平顶效应与现场相符。边坡开挖后表层岩体产生轻微卸荷回弹,最大值为第二级和第三级边坡4.7 mm,边坡整体稳定性好。

深井、低透煤层爆注一体化技术研究与应用

随着采掘活动进入深部,伴随而来的高地应力、煤与瓦斯突出危险等复合动力灾害威胁也越来越严重,已成为制约矿井安全发展的重大瓶颈。为破解这一瓶颈,根据注水湿润煤体可有效降低突出危险性,以及对煤体进行松动爆破可提前释放煤层应力,创造性地将松动爆破和高压注水结合起来,对爆注一体化技术进行了积极探索和实施。松动爆破在释放地应力和瓦斯方面效果较佳,水力耦合爆破可提升爆破效果。爆破后裂隙发育,注水效果佳。该技术有效破解了深井、低透煤层重点回采工作面卸压、瓦斯防治、煤体固化、降尘等技术难题。在爆注一体化的实施过程中,不断改进煤层高压注水工艺,取得了明显效果,并逐步推广到矿井各重点采掘工作面。

猴子岩水电站地下厂房洞室群施工期围岩变形与破坏特征

猴子岩水电站地下厂房洞室群具有高地应力、低强度应力比的特点,在施工过程中出现严重的变形破坏现象。结合地质、监测、检测及施工资料对施工期围岩的变形与破坏特征进行分析,分析结果表明：主厂房、主变室及尾调室围岩位移大于50 mm的测点分别占17.2%,27.3%和9.4%,三大洞室围岩变形处于较大水平,远超其他电站同期水平。最大位移出现在III1类围岩处,表明高地应力条件下,较完整硬岩产生的卸荷回弹变形较大,岩石本身破坏产生的变形所占比重增加。围岩变形深度为5-15 m,最大可达23 m,相对较大;围岩变形与开挖卸荷关系密切,呈＂阶跃式＂发展。围岩变形破坏以应力重分布起主导作用的应力驱动型为主,由结构面不利组合控制的重力驱动型不再占主导地位。研究猴子岩地下厂房洞室群围岩变形破坏机制对其施工及运营安全具有重要的工程意义。