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深部高应力软岩巷道围岩控制技术应用研究

凿岩机械气动工具 2024年第2期50卷 27-31页

作者：赵忠尧山西省柳林县应急管理局山西吕梁033300

针对聚德矿80113工作面大埋深回采巷道严重变形破坏问题,通过围岩钻孔观测,发现巷道顶板离层裂隙发育范围为5.0m。利用FLAC3D数值模拟软件,确定合理注浆锚索长度为7.0m,锚索预紧力应在250kN至350kN之间,并设计了补强支护方案。现场应用... 详细信息

针对聚德矿80113工作面大埋深回采巷道严重变形破坏问题,通过围岩钻孔观测,发现巷道顶板离层裂隙发育范围为5.0m。利用FLAC3D数值模拟软件,确定合理注浆锚索长度为7.0m,锚索预紧力应在250kN至350kN之间,并设计了补强支护方案。现场应用显示,采用优化支护参数后,巷道整体变形量得到有效控制,满足矿井安全高效生产需求。

关键词：高应力 FLAC3D数值模拟深埋巷道注浆锚索

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深埋巷道围岩稳定性分析与控制技术研究

岩土力学 2005年第6期26卷 877-880,888页

作者：靖洪文李元海许国安中国矿业大学建筑工程学院徐州221008

针对岩石具有应变软化和剪胀的特点,推导了巷道围岩松动圈理论计算公式,理论分析了巷道埋深、围岩强度、应变软化程度以及支护阻力对围岩稳定性的影响,提出了锚喷、锚注和锚索“三锚”支护的新概念,并成功地应用于工程实践,取得了良好... 详细信息

针对岩石具有应变软化和剪胀的特点,推导了巷道围岩松动圈理论计算公式,理论分析了巷道埋深、围岩强度、应变软化程度以及支护阻力对围岩稳定性的影响,提出了锚喷、锚注和锚索“三锚”支护的新概念,并成功地应用于工程实践,取得了良好的技术和经济效益。

关键词：深埋巷道围岩稳定松动圈 “三锚”支护

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近断层深埋巷道掘进变形破坏规律

河南理工大学学报（自然科学版） 2022年第4期41卷 21-29页

作者：崔魏崔峰潘夏辉张勃阳陕西陕煤陕北矿业有限公司韩家湾煤炭公司陕西榆林719100 陕西延长石油矿业有限责任公司魏墙煤业公司陕西榆林719100 河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作454000

深埋巷道掘进遇到断层时,其围岩变形破坏特征发生极大变化,严重影响安全生产。为此,以海石湾煤矿一条深埋进风巷道为例,研究其临近断层掘进过程中围岩应力、位移、塑性区和剪应变演化特征,分析断层倾角、破碎带宽度和侧压力系数对巷道... 详细信息

深埋巷道掘进遇到断层时,其围岩变形破坏特征发生极大变化,严重影响安全生产。为此,以海石湾煤矿一条深埋进风巷道为例,研究其临近断层掘进过程中围岩应力、位移、塑性区和剪应变演化特征,分析断层倾角、破碎带宽度和侧压力系数对巷道围岩稳定性的影响。结果表明:当深埋巷道与断层净间距小于5 m时,随着深埋巷道掘进移近断层,巷道周边塑性区岩体剪应变逐渐增大,进而导致深埋巷道围岩位移呈指数式增长;随着侧压力系数增大,深埋巷道顶底板塑性区破坏深度逐渐增大,帮部则出现先减小后增大的变化规律;当深埋巷道与断层净间距大于5 m时,断层倾角和宽度对深埋巷道围岩位移与塑性区分布影响很小,反之,深埋巷道位移在断层倾角90°时最大,且与破碎带宽度呈指数衰减关系。

关键词：深埋巷道断层应力位移塑性区剪应变断层倾角破碎带宽度侧压力系数

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深埋巷道地应力测量及围岩应力分布特征研究

岩石力学与工程学报 2010年第7期29卷 1418-1423页

作者：罗超文李海波刘亚群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

基于淮南矿务局潘一矿的水压致裂法地应力测量结果及围岩应力分布特征研究,可以得出如下初步结论:(1)-790m高程东翼矸石胶带机大巷区地应力以构造应力场为主,其最大原岩水平主应力值大于28.33MPa,岩石单轴饱和抗压强度与最大水平主应力... 详细信息

基于淮南矿务局潘一矿的水压致裂法地应力测量结果及围岩应力分布特征研究,可以得出如下初步结论:(1)-790m高程东翼矸石胶带机大巷区地应力以构造应力场为主,其最大原岩水平主应力值大于28.33MPa,岩石单轴饱和抗压强度与最大水平主应力比值为5.82,属高应力区;(2)在高地应力作用下巷道围岩塑性区从洞周向深部逐渐扩展,同时围岩应力也在塑性区向纵深方向逐渐增大,受围岩弱化的影响,围岩应力在约2倍洞径处应力达到最大值,然后再降低并趋于原岩应力;(3)底板轨道大巷对顶板围岩应力分布的影响范围大于6倍洞径,远远超过根据传统弹性力学计算的3倍洞径影响范围。研究表明,深埋巷道围岩应力分布特征有别于传统的浅埋巷道,可为类似巷道围岩的变形破坏机制分析以及巷道加固支护提供参考。

关键词：采矿工程深埋巷道水压致裂法地应力测量围岩应力分布特征

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深埋巷道分区破裂化机制

岩石力学与工程学报 2007年第5期26卷 877-885页

作者：周小平钱七虎重庆大学土木工程学院重庆400045 解放军理工大学江苏南京210007

深部巷道外部受到远场原岩应力的作用,而内壁受到一个随时间变化的内压作用,开挖过程是动力问题,其运动方程可以用位移势函数来表达。通过对运动方程进行Laplace变换,进而求得其通解。根据弹性力学知识和边界条件得到巷道围岩由于开挖... 详细信息

深部巷道外部受到远场原岩应力的作用,而内壁受到一个随时间变化的内压作用,开挖过程是动力问题,其运动方程可以用位移势函数来表达。通过对运动方程进行Laplace变换,进而求得其通解。根据弹性力学知识和边界条件得到巷道围岩由于开挖扰动和原岩应力作用引起的弹性应力场和位移场。当该弹性应力场满足破裂条件时,岩体发生破裂,位移不连续,形成破裂区。结合断裂力学知识,确定破裂区岩体的残余强度和产生破裂区的时间,进而确定破裂区和非破裂区的宽度和数量。数值分析结果表明,巷道分区破裂化的产生跟开挖速度与岩石强度有关。该研究可为深部岩体的开挖和支护设计提供初步的理论基础。

关键词：岩石力学深部岩体深埋巷道分区破裂化动力问题

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深埋巷道破裂围岩位移分析

中国矿业大学学报 2006年第5期35卷 565-570页

作者：靖洪文李元海许国安陈坤福中国矿业大学建筑工程学院江苏徐州221008

针对深埋巷道围岩普遍处于破裂状态的特点,采用非连续变形分析(DDA)软件对巷道围岩松动圈非连续体位移影响因素的变化规律进行了模拟研究.分析了用锚杆、锚索和注浆加固以增加围岩破裂面的黏结力、抗拉强度和内摩擦角的数值来减少位移... 详细信息

针对深埋巷道围岩普遍处于破裂状态的特点,采用非连续变形分析(DDA)软件对巷道围岩松动圈非连续体位移影响因素的变化规律进行了模拟研究.分析了用锚杆、锚索和注浆加固以增加围岩破裂面的黏结力、抗拉强度和内摩擦角的数值来减少位移量的机理,提出了非连续体巷道失稳破坏的判断标准,并对埋深1 159 m的大松动圈围岩巷道的非连续体位移进行了定量计算和实地观测.实测结果与DDA软件计算值比较吻合,说明对于深埋巷道破裂围岩采用DDA方法进行位移计算和支护参数设计是可行的.

关键词：非连续变形分析深埋巷道破裂围岩位移

深埋巷道拉裂-剪切式片帮力学机理及支护技术

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煤炭科学技术 2021年第12期49卷 49-57页

作者：于远祥王京滨王根元王赋宇陈宝平西安科技大学建筑与土木工程学院陕西西安710054 陕西长武亭南煤业有限责任公司陕西咸阳713603

针对深埋巷道开挖后煤帮发生的拉裂-剪切式片帮,根据摩尔-库伦准则和片帮体极限平衡方程,建立了深埋巷道片帮体在支承压力、自重应力、后缘拉力及剪切面上滑移力共同作用下的受力模型,并基于片帮体的极限平衡条件推导了片帮体的前缘高... 详细信息

针对深埋巷道开挖后煤帮发生的拉裂-剪切式片帮,根据摩尔-库伦准则和片帮体极限平衡方程,建立了深埋巷道片帮体在支承压力、自重应力、后缘拉力及剪切面上滑移力共同作用下的受力模型,并基于片帮体的极限平衡条件推导了片帮体的前缘高度、后缘拉裂深度及水平坍塌宽度等关键参数的理论计算公式,讨论了帮部岩体的黏聚力、内摩擦角、抗拉强度和水平坍塌宽度对片帮体后缘拉裂深度的影响。结果表明:巷道帮部发生拉裂-剪切式片帮时的后缘拉裂深度与帮部煤体的黏聚力和内摩擦角呈正相关关系,与巷道帮部煤体的抗拉强度和片帮体的水平坍塌宽度呈负相关关系;当巷道帮部煤体黏聚力、内摩擦角及抗拉强度达到一定量值时,煤帮的拉裂-剪切式片帮将发展为单斜面剪切片帮。在确定片帮体破坏参数的基础上,提出了针对片帮区域煤体的锚杆和锚索联合支护方法。当锚杆最佳安装角控制在为30°~90°时,可以与锚索形成有效兜护结构,优化后的支护方式可以有效防止煤帮发生拉裂-剪切式破坏。最后,以某矿401工作面运输巷130~225 m段为工程实例,运用上述成果从理论上分析了片帮煤体的前缘高度、水平坍塌宽度及后缘拉裂高度等关键参数,并优化了该段巷道帮部的初期锚杆支护方案,取得了良好的支护效果。

关键词：深埋巷道拉裂-剪切片帮参数非均称支护巷道片帮围岩控制

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近陷落柱深埋巷道掘进突水灾变演化规律研究

矿业研究与开发 2023年第12期43卷 94-102页

作者：何峰江泽标林志斌贵州大学矿业学院贵州贵阳550025 贵州省非金属矿产资源综合利用重点实验室贵州贵阳550025 河南理工大学土木工程学院河南焦作市454000

为研究深埋巷道掘进侧穿通过陷落柱时的突水灾变规律,以东庞井田2903工作面回风顺槽为研究对象,基于围岩应力-损伤-渗流耦合模型,采用FLAC3D软件研究了巷道掘进过程中陷落柱周边岩体位移、塑性区、渗透率以及涌水量的时空演化特征。在... 详细信息

为研究深埋巷道掘进侧穿通过陷落柱时的突水灾变规律,以东庞井田2903工作面回风顺槽为研究对象,基于围岩应力-损伤-渗流耦合模型,采用FLAC3D软件研究了巷道掘进过程中陷落柱周边岩体位移、塑性区、渗透率以及涌水量的时空演化特征。在此基础上分析了不同陷落柱水压、陷落柱与巷道最小净距对陷落柱突水规律的影响。研究结果表明:近陷落柱深埋巷道侧穿通过陷落柱时,其近陷落柱帮以及顶底板位移会往陷落柱方向大幅扩展,最终导致陷落柱与巷道之间岩体发生整体滑移失稳,引发严重的突水灾害事故;近陷落柱深埋巷道掘进过程中,其突水特征具有滞后性、突发性以及大体量性;陷落柱水压对邻近巷道岩体塑性区扩展与导水裂隙通道形成具有明显的诱导作用,当水压超过临界值时,陷落柱与巷道之间的岩体将被冲出,其涌水量呈现跃迁式增长;陷落柱与巷道最小净距越小,陷落柱向巷道内发生突水的时间节点就越靠前,其涌水量也相对越大。

关键词：陷落柱深埋巷道突水灾变规律围岩应力-损伤-渗流耦合模型 FLAC3D

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深埋巷道围岩多次破裂现象与裂隙张开度研究

煤炭学报 2010年第6期35卷 887-890页

作者：朱杰汪仁和林斌安徽理工大学土木建筑学院安徽淮南232001

采用深部围岩位移监测、声波测试和全景数字化钻孔成像观测多种测试手段相结合的方法,获得了淮南朱集煤矿-906m水平的风井车场南绕道围岩的破裂区分布情况。通过对比分析,确定了各破裂区的裂隙张开度大小。结果表明,裂隙张开度从巷道表... 详细信息

采用深部围岩位移监测、声波测试和全景数字化钻孔成像观测多种测试手段相结合的方法,获得了淮南朱集煤矿-906m水平的风井车场南绕道围岩的破裂区分布情况。通过对比分析,确定了各破裂区的裂隙张开度大小。结果表明,裂隙张开度从巷道表面向深部呈现减小的趋势。

关键词：深埋巷道多次破裂裂隙张开度钻孔成像破裂区分布