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深部软岩巷道变形破坏特征及控制技术研究

煤炭与化工 2025年第1期48卷 50-53页

作者：胡斌山西焦煤集团西山煤电官地煤矿山西太原030000

针对深部软岩巷道围岩变形大、原位应力高、岩层严重软裂等问题,以官地煤矿23601工作面运顺巷道为工程背景,通过现场勘测分析了深部软岩巷道变形破坏特征及原因,得出巷道埋深大、围岩强度低及原支护方案不合理是导致巷道发生变形破坏的... 详细信息

针对深部软岩巷道围岩变形大、原位应力高、岩层严重软裂等问题,以官地煤矿23601工作面运顺巷道为工程背景,通过现场勘测分析了深部软岩巷道变形破坏特征及原因,得出巷道埋深大、围岩强度低及原支护方案不合理是导致巷道发生变形破坏的主要原因,据此对原支护方案进行了优化设计。应用结果表明,采用优化支护方案后巷道顶板、底板及两帮最大变形量分别为138、79、114 mm,围岩变形得到有效控制。

关键词：深部软岩变形破坏钻孔窥视控制技术

深部软岩巷道锚网索-桁架耦合支护技术及其工程应用

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岩石力学与工程学报 2009年第A02期28卷 3914-3919页

作者：郭志飚李乾王炯中国矿业大学岩土工程研究中心北京100083 北京城建集团有限责任公司北京100083

深部软岩工程复杂工程地质条件使原有的浅部工程的支护技术和方法不能满足实际工程需要。提出采用锚网索-桁架耦合技术进行深部软岩巷道支护。利用理论分析和数值模拟等手段分析锚网索-桁架耦合支护的技术原理和力学机制,分析该技术的... 详细信息

深部软岩工程复杂工程地质条件使原有的浅部工程的支护技术和方法不能满足实际工程需要。提出采用锚网索-桁架耦合技术进行深部软岩巷道支护。利用理论分析和数值模拟等手段分析锚网索-桁架耦合支护的技术原理和力学机制,分析该技术的关键和特点。将研究成果应用于我国最深的第三系软岩巷道支护工程实践,通过现场监测验证了支护方案的合理性。

关键词：采矿工程深部软岩锚网索-桁架耦合支护力学原理技术特点

深部软岩与水作用后的强度软化特性及化学分析

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岩石力学与工程学报 2018年第A01期37卷 3374-3381页

作者：郭宏云赵健柳培玉北京特种工程设计研究院北京100028 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室北京100026 中国建筑科学研究院北京100013

应用自主研发的深部软岩水理作用智能测试系统,针对辽宁铁法集团大强煤矿深部软岩,对室内有压、无压吸水实验结束后的岩样分别进行单轴抗压强度实验,研究软岩在天然和干燥状态2种状态下的有压吸水和无压吸水的强度软化规律。实验结果表... 详细信息

应用自主研发的深部软岩水理作用智能测试系统,针对辽宁铁法集团大强煤矿深部软岩,对室内有压、无压吸水实验结束后的岩样分别进行单轴抗压强度实验,研究软岩在天然和干燥状态2种状态下的有压吸水和无压吸水的强度软化规律。实验结果表明:深部软岩的抗压强度随含水率的增加而线性减小,具有相同初始状态的岩石在无压吸水过程中的强度衰减速率相比有压吸水较大,而软岩在干燥状态下的单轴抗压强度随吸水率增加而衰减速率相比天然软岩较大。为了更好地研究岩样吸水后的强度软化机制,将吸水实验结束前后的水溶液化学成分及岩石微观结构进行对比分析。分析表明:在软岩与水的作用过程中,表面吸附的催化作用以及黏土颗粒具有较大的表面能造成了易溶性矿物在水里的溶解以及离子交换作用,产生了矿物溶蚀以及次生作用,使得吸水实验结束后的水溶液中的溶解性固体浓度有大幅度的增加、阴/阳离子浓度有了较大的变化,是岩石吸水后单轴抗压强度衰减的主要原因之一。

关键词：岩石力学深部软岩吸水实验强度软化化学分析微观结构

深部软岩井底车场巷道变形破坏机理及耦合控制对策研究

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采矿与安全工程学报 2017年第5期34卷 968-971页

作者：郭志飚曹天培孙晓明陈炼蒯孝辉王炯深部岩土力学与地下工程国家重点实验室北京100083 中国矿业大学(北京)力建学院北京100083

鹤岗矿区兴安矿是我国典型的软岩矿井,随着开采深度的增加,井底车场巷道变形破坏严重,重车线顶板冒落高度达8.6 m,经多次返修仍未稳定,造成极大安全隐患。通过室内试验、现场测试和数值模拟计算等方法分析了典型巷道的变形破坏特征,总... 详细信息

鹤岗矿区兴安矿是我国典型的软岩矿井,随着开采深度的增加,井底车场巷道变形破坏严重,重车线顶板冒落高度达8.6 m,经多次返修仍未稳定,造成极大安全隐患。通过室内试验、现场测试和数值模拟计算等方法分析了典型巷道的变形破坏特征,总结了高冒区变形破坏机理和主控因素,提出基于施工过程优化的上下双硐室稳定性控制对策。现场应用效果良好,为大变形软岩巷道的支护提供了方法。

关键词：深部软岩井底车场破坏机理耦合控制对策

深部软岩大型三轴压缩流变试验及本构模型研究

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岩石力学与工程学报 2009年第9期28卷 1735-1744页

作者：陈卫忠谭贤君吕森鹏杨建平伍国军于洪丹王争鸣朱林中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071 国投新集能源股份有限公司安徽淮南232171

岩体三向应力状态下的三轴流变试验是真实反映工程岩体流变特性的重要手段。详细介绍泥岩现场大型真三轴蠕变试验过程、方法和试验成果,深入分析蠕变变形随时间的变化规律,提出泥岩非线性经验幂函数型蠕变模型及其参数,该模型真实地反... 详细信息

岩体三向应力状态下的三轴流变试验是真实反映工程岩体流变特性的重要手段。详细介绍泥岩现场大型真三轴蠕变试验过程、方法和试验成果,深入分析蠕变变形随时间的变化规律,提出泥岩非线性经验幂函数型蠕变模型及其参数,该模型真实地反映了深部软岩不同应力水平下的流变特征。研究结果表明,泥岩的蠕变速率不仅与时间密切相关,还与应力水平相关。研究成果可用于软岩工程巷道的长期变形预估和支护设计,对软岩巷道的支护优化设计具有重要的参考价值。

关键词：岩石力学深部软岩三轴蠕变试验蠕变本构模型变形

平顶山矿区深部软岩巷道围岩蠕变破坏机制及控制

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采矿与安全工程学报 2023年第6期40卷 1139-1150页

作者：王旭锋陈旭阳王纪尧常泽超秦冬冬黄庆显中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点试验室江苏徐州221116 中国矿业大学江苏省矿山地震监测工程试验室江苏徐州221116 山西工程技术学院矿业工程学院山西阳泉045000 中国平煤神马能源化工集团有限责任公司河南平顶山467000

平顶山矿区是我国典型的深部开采矿区之一,区内多数软岩巷道面临支护结构易失效、持续变形难控制的难题,给矿井安全生产带来严峻挑战。基于平煤-矿戊-采区回风上山的工程地质条件,明确三轴应力下围岩(砂质泥岩)蠕变特征,结合数值模拟,... 详细信息

平顶山矿区是我国典型的深部开采矿区之一,区内多数软岩巷道面临支护结构易失效、持续变形难控制的难题,给矿井安全生产带来严峻挑战。基于平煤-矿戊-采区回风上山的工程地质条件,明确三轴应力下围岩(砂质泥岩)蠕变特征,结合数值模拟,揭示软岩巷道蠕变破坏机制,针对性地提出深部软岩巷道蠕变控制对策并进行工业性试验。研究结果表明,围岩应力水平高、顶板及两底角应变大是巷道蠕变破坏的主要原因,同时围岩软弱破碎、受理化作用强,加剧了围岩破坏程度,致使部分支护结构无法发挥应有作用、巷道产生大变形,这又使锚杆等结构失效,巷道破坏更加剧烈。基于此提出分阶段、分层次深部软岩巷道蠕变控制对策及加固方案并进行工业性试验,围岩控制效果显著。

关键词：深部软岩蠕变试验数值模拟蠕变破坏机制巷道加固方案工业性试验

柳海矿运输大巷返修工程深部软岩支护设计研究

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岩土工程学报 2005年第9期27卷 977-980页

作者：何满潮郭志飚任爱武胡永光中国矿业大学(北京)岩土工程研究所北京100083 中国地质大学工程技术学院北京100083

通过现场调查、室内试验以及理论分析,柳海矿运输大巷支护现状进行分析研究,总结破坏原因。根据现场工程地质条件、岩石特性和破坏特点,确定软岩变形力学机制为高应力膨胀性软岩,并提出采用预留刚隙柔层支护技术进行支护。

关键词：运输大巷返修工程深部软岩预留刚隙柔层支护

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深部软岩新型相似模拟材料的研制

实验力学 2015年第3期30卷 388-394页

作者：牛双建党元恒杨大方河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作454003 河南理工大学深部矿井建设重点学科开放实验室河南焦作454003 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221008 煤炭安全生产河南省协同创新中心河南焦作454003

在总结以往相似模拟材料特点的基础上,结合深部软岩强度、变形特征,本着相似材料组分简单、模型制作便捷等原则,研制了仅以河砂为骨料,松香酒精溶液为粘结剂的深部软岩新型相似模拟材料。通过对不同配比试样进行单、三轴压缩、巴西劈裂... 详细信息

在总结以往相似模拟材料特点的基础上,结合深部软岩强度、变形特征,本着相似材料组分简单、模型制作便捷等原则,研制了仅以河砂为骨料,松香酒精溶液为粘结剂的深部软岩新型相似模拟材料。通过对不同配比试样进行单、三轴压缩、巴西劈裂试验,获得了不同配比条件下该相似模拟材料的强度、变形、破坏特征。研究表明,通过简单的配比调配,该相似模拟材料可以较好地模拟深部大多类型的软岩,且具有组分简单、模型制作便捷、力学性能稳定、无毒无污染、价格低廉、一定程度上可重复利用等特点。

关键词：深部软岩物理模拟相似模拟材料单轴压缩三轴压缩

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深部软岩煤巷围岩变形分析与控制技术研究

中国安全科学学报 2011年第2期21卷 109-114页

作者：许广唐又驰辽宁工程技术大学资源与环境工程学院辽宁阜新123000

根据深部软岩煤巷围岩力学性质,借助有限差分软件FLAC程序,模拟软岩煤巷开挖未支护巷道和U型钢支护巷道围岩变形破坏全过程,得到围岩应力场、位移场和塑性区变化规律。结果表明,解决底板问题是维护深部软岩煤巷整体稳定的关键,巷道底鼓... 详细信息

根据深部软岩煤巷围岩力学性质,借助有限差分软件FLAC程序,模拟软岩煤巷开挖未支护巷道和U型钢支护巷道围岩变形破坏全过程,得到围岩应力场、位移场和塑性区变化规律。结果表明,解决底板问题是维护深部软岩煤巷整体稳定的关键,巷道底鼓与两帮收敛两者是相互关联的,提高围岩本身强度参数是围岩控制的重点。由此提出大刚度高阻力联合支护技术,即应用高阻力预应力锚杆进行锚网支护的基础上,以注浆加固和反底拱对底板进行控制,同时配合大刚度U型钢支护,适时实施围岩二次注浆加固及锚索加强支护,且将此技术应用于工程实践。

关键词：深部软岩煤巷数值模拟变形支护