高水平应力矿岩接触带巷道稳定性分析

井下巷道在通过矿岩接触带时,由于接触带两侧岩性差异会在巷道两端和接触带上产生不同的变形和破坏。以杜达铅锌矿100 m中段矿岩接触带巷道为研究对象,采用Flac3D软件数值模拟和现场巷道收敛变形监测的方法,分析矿岩接触带巷道在未支护情况下的应力分布和变形情况,得出杜达铅锌矿在高水平应力下矿岩接触带巷道的变形和破坏规律。研究结果表明:高水平应力下矿岩接触带巷道形成后的破坏以剪切破坏为主,巷道变形和破坏在顶底板表现较为明显。矿岩接触带上剪切应力集中,使得接触带两侧矿(岩)体的变形存在明显的不对称非协调分布。岩体侧的变形破坏比矿体侧更为明显,且巷道两帮变形小于顶底板变形。研究结果可为类似条件下矿岩接触带巷道的支护提供理论依据。

基于锚杆支护作用的高应力软岩巷道控制技术

针对某矿高应力软岩条件下交岔口、接触带和沿脉巷道出现围岩变形量大、支护体破坏严重等非线性大变形问题,应用芬纳公式和莫尔强度理论,采用巷道收敛监测和松动圈测试手段,分析和量化了最佳支护时机和支护强度;基于锚杆核心支护机理和耦合支护非线性原理,研究了三类巷道变形力学机制转化过程,提出了"新型锚杆黏结剂+锚网带喷"的柔性桁架耦合支护、"新型螺纹钢高压注浆锚杆加固巷道支护"和"锚网喷"主动支护方案。针对支护方案,研发了一种凝固时间早、早期强度高的新型锚杆黏结剂和一种可形成多层组合拱的新型螺纹钢高压注浆锚杆及其加固巷道支护方法。实践表明:支护方案充分地发挥了锚杆支护作用,有效地控制了巷道严重变形,保障了巷道的稳定性,减少了支护成本。

接触带巷道围岩剪应力分布的接触角效应

接触带巷道围岩剪应力大小及其分布特征是影响巷道安全稳定的关键因素之一,揭示不同接触角的巷道围岩剪应力变化规律是接触带巷道稳定性研究的重要内容。利用三维光弹应力冻结试验,根据光弹材料性质,采用3000kN的荷载对光弹模型加载,定量表征15°、30°、45°、60°和75°接触角的巷道围岩的剪应力分布状况。以铁矿和石灰岩接触带为工程背景,进行试验研究,结果表明,接触角越大剪应力集中位置越靠近顶底板中央;当接触角在15°~75°范围内变化时,随着接触角的增大巷道顶底部的剪应力总体变化趋势是先减小后增大,在接触角为30°时取到最小值。研究得到的不同接触角巷道围岩应力分布规律对接触带巷道的稳定性控制具有指导意义。

矿岩接触带巷道失稳分析及控制方法研究

矿岩接触带往往是巷道的薄弱区域,根据矿岩接触带变形破坏特征,并结合其特殊围岩情况,分析了矿岩接触带巷道薄弱区域的围岩稳定性.同时,将巷道围岩中的矿石和岩石的物理力学参数划分开,结合现场变形监测数据和矿岩物理力学参数,采用数值模拟进一步对矿岩接触带巷道支护前后的应力应变分布做了研究,探索失稳机理,研究发现矿岩接触带一般沿接触带层位发生剪切破坏且不与巷道中心线对称.根据上述研究,分别从塑性区拉伸破坏体积、剪切破坏体积和总体积分析对比分析锚杆支护、喷射混凝土支护、锚喷联合支护的应用效果,最后提出了针对矿岩接触带巷道的分区支护方法.