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物元可拓法在引水隧洞围岩稳定性评价中的应用

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安全与环境学报 2024年第1期24卷 10-18页

作者：张书豪艾亚鹏陈健靳春玲姬照泰中铁开发投资集团有限公司昆明650200 中铁西南科学研究院有限公司成都611731 中铁八局集团昆明铁路建设有限公司昆明650299 兰州交通大学土木工程学院兰州730070

为预防和控制引水隧洞中围岩失稳事故的发生,将物元可拓法应用于围岩稳定性评价中。以滇中引水工程为背景,选取滇中引水工程某隧洞段,构建引水隧洞围岩稳定性评价指标体系,划分围岩等级,选用灰色关联分析法(Grey Relational Analysis, G... 详细信息

为预防和控制引水隧洞中围岩失稳事故的发生,将物元可拓法应用于围岩稳定性评价中。以滇中引水工程为背景,选取滇中引水工程某隧洞段,构建引水隧洞围岩稳定性评价指标体系,划分围岩等级,选用灰色关联分析法(Grey Relational Analysis, GRA)和因子分析法(Factor Analysis, FA)组合确定权重,基于物元可拓模型进行引水隧洞围岩稳定性评价,以期减少目前评价方法中一些不相容现象及其他问题所带来的影响,从而提升长距离特大输水工程围岩稳定性等级评价的精度。结果表明,GRA-FA-物元可拓模型围岩稳定性评价结果与实际等级基本相符,与逼近理想解排序法(Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution, TOPSIS)相比,预测评价精度从62.5%提升到87.5%,准确性提升了约25百分点。因此,GRA-FA-物元可拓模型相较以往的评价模型可以更全面和客观地进行引水隧洞围岩稳定性评价,可为其他长距离特大引水工程施工风险评价提供理论支撑。

关键词：安全工程滇中引水工程围岩稳定性灰色关联分析法因子分析法物元可拓模型

双切顶沿空留巷条件下切顶参数对围岩稳定性的影响

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煤矿安全 2024年第6期55卷 134-140页

作者：张俊虎年军赵博张伟华晋焦煤有限责任公司沙曲一号煤矿太原理工大学安全与应急管理工程学院山西焦煤集团有限责任公司博士后工作站

以沙曲一矿4502工作面为例，利用理论分析、数值模拟及现场实测等手段对切顶参数对围岩稳定性的影响进行研究。结果表明：双切顶措施能减弱实体煤帮内部应力集中现象，有利于巷道围岩稳定，但切顶高度越大，巷道顶板垂直位移越大，不利... 详细信息

以沙曲一矿4502工作面为例，利用理论分析、数值模拟及现场实测等手段对切顶参数对围岩稳定性的影响进行研究。结果表明：双切顶措施能减弱实体煤帮内部应力集中现象，有利于巷道围岩稳定，但切顶高度越大，巷道顶板垂直位移越大，不利于控制顶板变形量；一定的切缝角度有利于采空区顶板垮落，但切顶角度越大，应力集中峰值与巷道顶板下沉值越大，增大了锚索加固的难度；切顶高度与角度的选取应适中，最佳值分别为13 m和15°，切缝斜长13.5 m，现场实测与数值模拟结果具有较好的一致性。

关键词：沿空留巷双切顶卸压切顶高度切顶角度围岩稳定性

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基于多维联系云的巷道围岩稳定性评价模型

有色金属工程 2024年第3期14卷 156-167页

作者：王政朱彬康虔河北寰球工程有限公司河北涿州072754 河北国控数字经济发展有限公司石家庄050051 江西理工大学应急管理与安全工程学院江西赣州341000

为提高地下金属矿山巷道围岩稳定性评估的准确性,根据工程实际,选取5个典型影响因素,构建了围岩稳定性评价指标体系,运用区间层次分析法(Improved Analytic Hierarchy Process, IAHP)和改进CRITIC法(Criteria Importance Though Intercr... 详细信息

为提高地下金属矿山巷道围岩稳定性评估的准确性,根据工程实际,选取5个典型影响因素,构建了围岩稳定性评价指标体系,运用区间层次分析法(Improved Analytic Hierarchy Process, IAHP)和改进CRITIC法(Criteria Importance Though Intercrieria Correlation, CRITIC)分别计算指标主、客观权重,基于博弈论思想,确定指标最优综合权重,结合多维联系云模型理论,建立了地下金属矿山巷道围岩稳定性综合评价模型。以国内14条巷道工程为样本数据进行模型检验,并与模糊综合、物元可拓判别结果及实际情况进行对比。最后,将模型应用到某金矿巷道围岩稳定性评估中。结果表明,基于博弈论-多维联系云的地下金属矿山巷道围岩稳定性评估结果与现场调查结论完全一致,验证了本模型在巷道围岩稳定性评价方面具有可行性和有效性,可以为地下金属矿山巷道围岩稳定性评估提供一种准确的、可量化分析的新思路。

关键词：多维联系云模型围岩稳定性区间层次分析法博弈论改进CRITIC法

不同顶板关键块破断结构对沿空巷道围岩稳定性的影响

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能源与环保 2024年第2期46卷 275-280页

作者：徐乐武智东陈立军孙世洲郝译超郝本良卢中喜国电建投内蒙古能源有限公司察哈素煤矿内蒙古鄂尔多斯017000 徐州弘毅科技发展有限公司江苏徐州221000

在实际工程中巷道与破断顶板通常有3种不同空间位置的结构特:巷道位于破断顶板断裂线下方;巷道位于破断顶板断裂线内部;巷道位于破断顶板断裂线外部。通过FLAC 3D模拟巷道开挖前后关键块结构的变形与力学特征,得出3种结构下顶板关键块... 详细信息

在实际工程中巷道与破断顶板通常有3种不同空间位置的结构特:巷道位于破断顶板断裂线下方;巷道位于破断顶板断裂线内部;巷道位于破断顶板断裂线外部。通过FLAC 3D模拟巷道开挖前后关键块结构的变形与力学特征,得出3种结构下顶板关键块与巷道围岩相互作用的时空演化规律,结果表明,3种空间结构形式的破断顶板对围岩压力的影响程度逐渐减小。巷道位于破断关键块断裂线下方时,煤柱侧支撑压力最大;巷道位于破断关键块断裂线内部时,煤柱侧支撑压力比前者稍低,但两者都存在单斜面剪切破坏的风险,并且此类巷道煤壁侧支撑压力范围最大,底板出现应力叠加区进而引发大范围底鼓。当巷道位于破断顶板断裂线外侧时,中位关键块处于完全垮落态势,对巷道围岩垂直方向的力学传递机制减弱,围岩最为稳定。

关键词：沿空巷道关键块顶板破断围岩稳定性

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大型地下厂房围岩稳定性及支护措施研究

水力发电 2024年

作者：任家辰张辉任旭华张继勋朱代富陆嘉伟河海大学水利水电学院中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司

为研究大跨度、高边墙地下厂房开挖过程中出现的围岩稳定性问题及不同支护措施效果，以西南地区某大型水电站工程为例，采用三维非线性有限元法分析地下厂房围岩稳定性，并建立三维地质模型，对比分析不同支护工况下地下厂房围岩变形、... 详细信息

为研究大跨度、高边墙地下厂房开挖过程中出现的围岩稳定性问题及不同支护措施效果，以西南地区某大型水电站工程为例，采用三维非线性有限元法分析地下厂房围岩稳定性，并建立三维地质模型，对比分析不同支护工况下地下厂房围岩变形、应力变化及塑性区的分布规律。结果表明，洞室顶拱、底板及拐角处易产生应力集中现象，洞室开挖面切割出的岩体存在塑性损伤的风险；相较于无支护措施开挖，采取支护措施后，不同工况下地下厂房围岩变形量、应力集中现象以及塑性区分布均有不同程度的减少；喷混凝土层+锚杆+预应力锚索系统支护的效果最为显著，对围岩变形和损伤的控制作用优于锚杆+预应力锚索支护和喷混凝土层支护。

关键词：地下厂房围岩稳定性支护措施变形应力集中塑性损伤有限元法

岩层厚度及倾角对顺层隧道的围岩稳定性影响分析

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四川建筑 2024年第3期 154-157页

作者：骆耀文中铁二院工程集团有限责任公司

为探明岩层厚度及倾角对顺层偏压隧道围岩稳定性的影响规律，采用数值计算的方法研究了不同岩层厚度及倾角下的隧道围岩塑性区分布、围岩位移及岩层滑移位移。研究结论表明：(1)隧道围岩稳定性随岩层厚度的增加逐渐增强，当岩层厚度大于... 详细信息

为探明岩层厚度及倾角对顺层偏压隧道围岩稳定性的影响规律，采用数值计算的方法研究了不同岩层厚度及倾角下的隧道围岩塑性区分布、围岩位移及岩层滑移位移。研究结论表明：(1)隧道围岩稳定性随岩层厚度的增加逐渐增强，当岩层厚度大于5 m后，可忽略地质顺层带来的偏压问题；(2)当岩层倾角为0°或40°时，隧道最大围岩位移及最大结构面滑移位移相对其他倾角较大，隧道处于最不稳定状态，隧道的最不利位置位于结构面与隧道轮廓切线平行的位置。

关键词：隧道围岩稳定性数值计算岩层厚度岩层倾角监控量测

青海某抽水蓄能电站地下厂房洞室群围岩稳定性及支护效果研究

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大坝与安全 2024年第2期 57-63页

作者：丁宝晶孙俊明华东勘测设计院(福建)有限公司福建福州350003

青海某抽水蓄能电站地下厂房属典型深埋大型地下厂房洞室群,具有埋深大、跨度大、边墙高的特点,且受厂区内小断层发育等地质条件限制,其围岩稳定性问题复杂且重要。通过现场实测结合数值模拟计算的方法,对地下厂房洞室群围岩稳定性及支... 详细信息

青海某抽水蓄能电站地下厂房属典型深埋大型地下厂房洞室群,具有埋深大、跨度大、边墙高的特点,且受厂区内小断层发育等地质条件限制,其围岩稳定性问题复杂且重要。通过现场实测结合数值模拟计算的方法,对地下厂房洞室群围岩稳定性及支护效果进行了研究。研究表明,地下洞室以降低围岩受开挖扰动的程度和维持围压水平的方式进行支护,支护后围岩塑性区深度、变形均改善,支护结构受力情况较好,说明洞室间距合理,围岩整体稳定,具备成洞条件。本研究对类似地下洞室群的设计和施工具有参考意义。

关键词：抽水蓄能电站地下厂房洞室群围岩稳定性支护效果

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近距离煤层沿空掘巷围岩稳定性分析

煤炭技术 2024年第6期43卷 99-104页

作者：马龙培赵光明刘崇岩戚敏杰安徽理工大学矿业工程学院安徽淮南232001 安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室安徽淮南232001

合理的煤柱留设宽度及巷道布置错距不仅能保证煤炭的安全生产,还能提高煤炭资源的产出率,降低巷道支护的难度。以色连二矿近距离煤层群12409工作面为研究背景,采用理论分析得出沿空掘巷煤柱留设宽度,通过数值模拟研究了留设8 m小煤柱时... 详细信息

合理的煤柱留设宽度及巷道布置错距不仅能保证煤炭的安全生产,还能提高煤炭资源的产出率,降低巷道支护的难度。以色连二矿近距离煤层群12409工作面为研究背景,采用理论分析得出沿空掘巷煤柱留设宽度,通过数值模拟研究了留设8 m小煤柱时回采巷道的稳定性,并进行现场工业性试验,监测回采期间巷道矿压显现规律。研究结果表明:①基于极限平衡理论及工程经验设计留设8 m小煤柱;②留设8 m小煤柱,测点超前工作面17 m时,煤柱内3.5~5.9 m分布式光纤应变值为-1 470~-7 268,表明煤柱内形成承载区域,利于巷道围岩控制;③回采期间,巷道顶底板及两帮的最大移近量分别为250、123 mm,在可控范围内,保证了矿井安全高效生产。

关键词：近距离煤层沿空掘巷煤柱宽度围岩稳定性

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浅埋深黄泥顶板工作面围岩稳定性控制

晋控科学技术 2024年第1期 5-10页

作者：李耀晖晋能控股集团晋城公司七一煤矿山西晋城048406

为有效治理晋能控股集团晋城公司七一煤矿9114综采工作面回采期间出现的大面积黄泥冒顶,通过理论分析、微观结构测试和现场实践,揭示了浅埋深黄泥顶板工作面的围岩失稳原因,并提出“留底割顶+短支短护+支架少降快移”的直接顶稳定性控... 详细信息

为有效治理晋能控股集团晋城公司七一煤矿9114综采工作面回采期间出现的大面积黄泥冒顶,通过理论分析、微观结构测试和现场实践,揭示了浅埋深黄泥顶板工作面的围岩失稳原因,并提出“留底割顶+短支短护+支架少降快移”的直接顶稳定性控制技术。现场应用表明,该技术有效控制了9114工作面黄泥冒顶事故,顶底板移近量稳定在可控范围内,保证了工作面正常回采,为类似条件下工作面围岩稳定性控制提供一定参考。

关键词：浅埋煤层黄泥顶板短支短护围岩稳定性