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地应力实测在巷道支护优化中的应用

地应力实测在巷道支护优化中的应用

第九届全国煤炭工业生产一线青年技术创新交流大会

作者：郑元忠鲁亮王明卓济南贝克矿山工程技术服务有限公司

鲁西南某煤矿地应力实测结果表明,最大水平应力方向与工作面巷道夹角一般在40°0°,最大水平应力对巷道稳定性影响较大。为保证矿井安全生产,在不改变采区设计的情况下,基于地应力实测结果,采用大型岩土类三维分析软件3D-FSM·DDM间接... 详细信息

鲁西南某煤矿地应力实测结果表明,最大水平应力方向与工作面巷道夹角一般在40°0°,最大水平应力对巷道稳定性影响较大。为保证矿井安全生产,在不改变采区设计的情况下,基于地应力实测结果,采用大型岩土类三维分析软件3D-FSM·DDM间接边界元数值系统,探求原岩应力与锚杆支护强度的关系,为巷道支护优化提供科学依据。

关键词：地应力实测最大水平应力 3D-FSM·DDM 支护优化

来源： cnki会议评论

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郭屯煤矿深部地应力测试及应用探讨

煤炭技术 2017年第5期36卷 8-10页

作者：秦忠诚陈文龙郑元忠山东科技大学矿业与安全工程学院山东青岛266590 济南贝克矿山工程技术服务有限公司济南250000

选用应力解除法,依据地应力测点排列的基本原则,并把郭屯煤矿深部井下生产和建设情况结合起来,在现有埋深900 m巷道范围内选择了4个测点进行了地应力实测。根据具体的地应力实测结果,地应力场的最大主应力为水平应力,对矿井的影响最大... 详细信息

选用应力解除法,依据地应力测点排列的基本原则,并把郭屯煤矿深部井下生产和建设情况结合起来,在现有埋深900 m巷道范围内选择了4个测点进行了地应力实测。根据具体的地应力实测结果,地应力场的最大主应力为水平应力,对矿井的影响最大。因此,在矿井安全生产中,特别在巷道支护设计、冲击地压防治和底板水防治工作中应考虑水平应力的这一主要影响因素。

关键词：应力解除法地应力实测水平应力巷道支护

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金川二矿区深部地应力测量及应力状态研究

金川二矿区深部地应力测量及应力状态研究

作者：张鹏中国地质大学（北京）

学位级别：硕士

近年来,金川主力矿山二矿区随着采掘深度的不断加深以及双中段回采,水平矿柱与垂直矿柱已经形成,其地压显现明显,巷道工程变形破坏严重,个别严重地段经多次返修都无法正常使用,地表裂缝出现并加速扩展,采场与充填体时有冒顶发生。面对... 详细信息

近年来,金川主力矿山二矿区随着采掘深度的不断加深以及双中段回采,水平矿柱与垂直矿柱已经形成,其地压显现明显,巷道工程变形破坏严重,个别严重地段经多次返修都无法正常使用,地表裂缝出现并加速扩展,采场与充填体时有冒顶发生。面对越来越严峻的实际情况,有必要对深部工程区域进行岩石力学问题深入细致的研究,对于地下工程来讲地应力是最为主要的影响因素,工程开挖致使围岩的应力重新分布。因此对于深部应力状态的研究以及应力环境与地下工程的关系的探讨显得尤为重要。本论文以金川公司科技攻关项目“金川矿区应力场与岩石力学研究”为依托,主要针对二矿区开展工作,通过对二矿区深部地质构造、岩石力学特性、构造应力场的现场调查和测试,以及室内试验,研究了矿区应力分布,在此基础上结合地下实际工程,分析了重点工程的稳定性。主要进行了以下分析和研究工作:1.系统的收集、整理、分析前人原岩应力实测工作和岩石力学研究的成果;2.矿区深部的工程地质特征调查与分析研究;3.矿区深部地应力测量,矿区深部的应力作用特征及变化规律研究,矿区浅部与深部地应力特征的对比、分析;获得了以下主要成果:1.根据本次地应力实测结果,结合前人所做的工作,基本上构建了矿区深部应力作用平台,取得了良好的效果;2.通过综合分析研究,基本上了解了二矿区深部应力作用特征,并指出深部应力作用特征与浅部应力分布规律的不同之处,这种应力作用方式与工程实际变形破坏情况较好吻合,被实践所验证,本结果为地下工程的设计与施工提供了可靠的科学依据;3.在本文建立的地应力场的基础上,通过对重点巷道的变形破坏调查,结合现场工程地质调查研究,进而分析巷道变形破坏的特征及原因,对于深部巷道工程的设计与建设有借鉴意义

关键词：金川二矿区地应力实测应力场工程稳定性

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金川二矿区深部地应力测量及其应力状态分析

金川二矿区深部地应力测量及其应力状态分析

作者：孙鹏长安大学

学位级别：硕士

随着金川二矿区开采深度的不断增加,巷道变形破坏现象越发明显,甚至呈现出“破坏—返修—再破坏”的非良性循环态势。由此可见,目前关于中浅部的巷道研究成果和支护方法,已不再适用于矿山深部工程。为指导矿山深部高效低成本开采技术研... 详细信息

随着金川二矿区开采深度的不断增加,巷道变形破坏现象越发明显,甚至呈现出“破坏—返修—再破坏”的非良性循环态势。由此可见,目前关于中浅部的巷道研究成果和支护方法,已不再适用于矿山深部工程。为指导矿山深部高效低成本开采技术研究的开展以及深部采矿工程设计,并服务于矿山安全生产,有必要进行以下研究:提供矿山深部工程所急需的基础地应力数据,分析深部地应力状态,并全面探索、掌握矿山现今地应力分布规律。本论文依托项目“金川矿山深部和贫矿安全高效低成本开采技术研究——深部地应力测试研究”,展开了如下工作:(一)系统整理、分析以往原岩应力实测工作和岩石力学研究成果,尽可能通过本次研究弥补前人工作的空白和不足;(二)调查矿区的工程地质概况,明确地质条件,选取对矿区影响较大的断层作为重点研究对象,认识各工程地质岩组的基本特征;(三)通过空心包体应力解除法和水压致裂法进行地应力实测工作,弥补二矿区深部1000m-850m中段地应力数据的短缺,以及850m-700m中段地应力资料的空白,分析现今深部应力状态和作用特征;(四)结合中、浅部的研究成果,与深部地应力特征对比分析,通晓矿山应力变化规律;(五)利用ANSYS有限元模拟软件,选用新的岩石力学参数,反演出矿区1000m、850m、700m三个中段的应力分布状态,全面掌握中段各类岩石、断层、交界带等的地应力现状,以指导矿区下一步工作。本次研究结果表明:(一)在金川二矿区深部,矿区深部最大主应力方向仍为NNE—NE向;(二)随着深度增加,最大主应力的增速已远大于最大水平主应力增速,最大主应力倾角较中、浅部明显增大,多在25°左右,个别高达48°,水平应力逐渐失去主导作用,取而代之的是垂直应力,1000m-700m深度段正处于此过渡带上,文中给出了各类应力随深度变化的拟合公式;(三)结合模拟结果可知,各类岩石内应力分布均匀,但剪切应力增大明显,这已成为影响矿区稳定的重要因素之一;(四)F断层对矿区影响有限,F断层的影响则较为显著,且随开采深度的增加而愈发明显;(五)对各测点应力状态的分析结果表明,巷道需要新的支护方案,而本研究为后续对巷道的重新设计提供了理论依据和技术支持。

关键词：金川镍矿地应力实测地应力变化规律 ANSYS有限元模拟断层

金川三矿区地应力测量结果及应力分布状态分析

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金川三矿区地应力测量结果及应力分布状态分析

作者：刘孝杰长安大学

学位级别：硕士

金川矿区自发现以来,其范围内断裂、节理、裂隙等的发育十分明显,这说明金川矿区历史上受到过多次构造运动的影响。随着金川三矿区开采深度的增加,现有的地下安全工程已进入高地应力环境,地下巷道变形出现了新的破坏形式,从而影响矿区... 详细信息

金川矿区自发现以来,其范围内断裂、节理、裂隙等的发育十分明显,这说明金川矿区历史上受到过多次构造运动的影响。随着金川三矿区开采深度的增加,现有的地下安全工程已进入高地应力环境,地下巷道变形出现了新的破坏形式,从而影响矿区的发展。因为地应力是影响地下安全工程稳定性的重要因素。所以,及时掌握金川三矿区的地应力特征及分布规律,为矿山提出保障安全生产的合理化建议是很有必要的。本论文依托于金川集团公司重点项目“金川矿山深部开采技术研究—深部地应力测试研究”。在对金川三矿区及金川整体矿区地质资料进行搜集整理的基础上,选取1450m、1330m、1250m三个水平段进行了地应力的实地测量,并对1450m、1330m两个水平段的地应力进行了模拟。通过上述工作获得以下成果:1.通过分析金川三矿区的地应力实测结果,拟合出了地应力随深度的变化曲线,为矿山巷道设计提供依据,并得出:现今的金川三矿区地应力特征有了新的变化形式,新的地应力环境是造成矿区地下安全工程破坏的主要因素。2.模拟分析结果得出:矿体中的等效应力值分布不均匀,在进行地下安全工程建设时应予以考虑;岩体交界处容易出现明显的应力集中现象。3.测量结果表明:金川三矿区1250m水平段到1450m水平段,最大主应力量值在13.0MPa-18.6MPa之间,属于中等应力水平;最大主应力方向在近南北、北东到近东西之间,三个主应力差值较大(各测点主应力差值最大在3.7MPa-10.6MPa之间);1250m水平段、1330m水平段最大主应力基本为近水平,显示为水平应力为主导;1450m水平段最大主应力倾角较大,这说明了水平地应力不是该水平段的主导方式。通过对金川三矿区地应力测量结果及应力分布状态的分析,揭示了地应力对矿区内巷道变形破坏的影响方式,可为金川三矿区今后的地下安全工程设计建设提供参考依据。

关键词：金川三矿区地应力实测 ANSYS模拟地下安全工程

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深部动压巷道高阻让压支护技术研究

采矿与安全工程学报 2012年第1期29卷 33-37页

作者：张志康王连国单仁亮陆银龙中国矿业大学力学与建筑工程学院北京100083 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

为解决深部动压巷道支护的技术难题,针对曹村煤矿十采区下部人车下山巷的具体工程地质条件与生产技术条件,在现场地应力实测的基础上,采用巷道支护专家系统软件对动压巷道支护形式与参数进行优化设计,确立了以高强让压锚杆与带肋锚索为... 详细信息

为解决深部动压巷道支护的技术难题,针对曹村煤矿十采区下部人车下山巷的具体工程地质条件与生产技术条件,在现场地应力实测的基础上,采用巷道支护专家系统软件对动压巷道支护形式与参数进行优化设计,确立了以高强让压锚杆与带肋锚索为核心的新型"高阻—让压"支护体系,并进行了井下工业性试验和矿压监测。研究结果表明:基于地应力实测的高强让压锚杆和带肋锚索联合支护提高了支护结构的整体承载力,有效控制了围岩的变形,达到了支护设计的预期效果,保证了动压巷道的稳定和正常使用。

关键词：深部动压巷道地应力实测专家系统让压支护

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兴安矿区深部地应力测试及支护方案研究

山西焦煤科技 2020年第1期44卷 9-14页

作者：连鸿全亢鑫超黑龙江龙煤鹤岗矿业有限责任公司黑龙江鹤岗154100 中国矿业大学北京100083

针对兴安矿区矿井深部高地应力巷道的围岩控制问题,采用“点-面结合”分析法,即地质力学理论分析和现场原位测量相结合的方法,对矿区地应力场方向及地应力大小进行分析,分析结果表明,兴安矿深部地应力最大主应力方向为近东西方向,最大... 详细信息

针对兴安矿区矿井深部高地应力巷道的围岩控制问题,采用“点-面结合”分析法,即地质力学理论分析和现场原位测量相结合的方法,对矿区地应力场方向及地应力大小进行分析,分析结果表明,兴安矿深部地应力最大主应力方向为近东西方向,最大主应力达到30.10~30.18 MPa,最大主应力与垂直应力之比为1.27~2.18倍,因此该矿区以水平构造应力为主导。针对兴安矿深部高地应力的情况,采用高强度锚喷支护体系对巷道围岩进行支护。通过数值模拟对现有锚喷支护方案进行分析,巷道断面收缩率在可控范围内,巷道内整体变形控制效果较好。同时数值模拟结果与实际观测结果大致相同,这不仅证明了锚喷支护在兴安矿深部巷道支护应用的可行性,也从侧面证明了地应力测试的准确性。

关键词：地应力地应力实测空芯包体应力解除法数值模拟锚喷支护

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空心包体在郓城煤矿中地应力测试的应用

工业安全与环保 2019年第4期45卷 15-19页

作者：李金奎李广田照军大连大学建筑工程学院辽宁大连116025 大连市隧道与地下工程中心辽宁大连116000 郓城煤矿山东郓城274700

简述了空心包体地应力测试方法测试原理和计算方法,在山东郓城煤矿一采区轨道下山和辅助石门等4个位置进行了地应力实测。测试位置埋深-815～-845 m。测试结果表明,最大主应力为水平地应力,方向为NE81.65°～97.68°,水平应力与竖直应... 详细信息

简述了空心包体地应力测试方法测试原理和计算方法,在山东郓城煤矿一采区轨道下山和辅助石门等4个位置进行了地应力实测。测试位置埋深-815～-845 m。测试结果表明,最大主应力为水平地应力,方向为NE81.65°～97.68°,水平应力与竖直应力比为1.32～1.37,最大水平应力达到30.28～38.21 MPa,表明郓城煤矿一采区处于高应力地区。采区巷道布置应沿着NE方向水平布置,能够有效地回避水平构造应力的影响。在巷道支护设计中应主要考虑水平应力。通过地应力实测,为郓城煤矿提供了一采区地应力分布规律,为一采区巷道布置和巷道支护设计提供了基础地质资料。

关键词：空心包体应变计地应力地应力实测巷道布置

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韩城矿地应力测定及其地应力特征研究

内蒙古煤炭经济 2016年第10期 153-154页

作者：黎文焰冯春海辽宁工程技术大学矿业学院辽宁阜新123000

随着开拓延伸,地应力对围岩变形与破坏的影响更加突出。了解矿山深部的地应力状态可以为巷道开挖和支护设计提供科学依据。为此在韩城矿进行了系统的地应力测量,以了解韩城矿的地应力状态特征。现场测量采用改进的空芯包体应力解除法,... 详细信息

随着开拓延伸,地应力对围岩变形与破坏的影响更加突出。了解矿山深部的地应力状态可以为巷道开挖和支护设计提供科学依据。为此在韩城矿进行了系统的地应力测量,以了解韩城矿的地应力状态特征。现场测量采用改进的空芯包体应力解除法,共获得了3个测点的三维应力数据。由实测和理论计算结果可以看出,各矿实测的最大水平应力与理论计算水平应力比值分别为:桑树坪矿28.01,象山矿4.68,下峪口矿1.3,说明各矿均处于明显的区域构造应力场影响之下,构造应力显现明显,桑树坪矿尤为显著,象山矿居中,下峪口矿构造应力显现次之,比较而言不是很明显。研究结果对矿区设计及施工具有重要意义。

关键词：金川三矿空芯包体应力解除法地应力实测应力特征