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采矿与安全工程学报 2014年第4期31卷 587-592页

作者：杨本生高斌孙利辉杨万斌河北工程大学资源学院河北省资源勘测研究重点实验室河北省煤炭矿井建设工程技术研究中心河北邯郸056038 河北工程大学土木工程学院河北邯郸056038

底鼓治理是巷道支护的难题之一,亦是巷道支护的重点和关键。根据新景矿中条带轨道巷现场调查和监测,分析了深井工程软岩巷道底鼓影响因素和机理分析。分析认为底鼓主要是巷道底板处于无支护状态下首先发生剪切破坏,而后由于水理作用导... 详细信息

底鼓治理是巷道支护的难题之一,亦是巷道支护的重点和关键。根据新景矿中条带轨道巷现场调查和监测,分析了深井工程软岩巷道底鼓影响因素和机理分析。分析认为底鼓主要是巷道底板处于无支护状态下首先发生剪切破坏,而后由于水理作用导致岩层进一步破碎和挤压流动。应用连续"双壳"支护理论,分析了连续"双壳"治理底鼓机理,构建了"底板浅孔注浆(浅部壳体)+深部锚索束高压注浆(深部壳体)"的连续"双壳"治理底鼓技术,取得良好效果。

关键词：深井巷道工程软岩底鼓治理连续“双壳” 支护机理

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深部高应力工程软岩巷道连续“双壳”围岩控制机理研究

深部高应力工程软岩巷道连续“双壳”围岩控制机理研究

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作者：王仲永河北工程大学

学位级别：硕士

我国浅部煤炭资源逐渐枯竭,煤炭资源进入深部开采已成为客观必然规律,深部煤炭开采已成为国内外采矿界研究的焦点问题之一。随着开采深度和强度的不断增加,深部巷道围岩表现出与浅部围岩截然不同的力学响应机制。围岩在“三高一扰动”... 详细信息

我国浅部煤炭资源逐渐枯竭,煤炭资源进入深部开采已成为客观必然规律,深部煤炭开采已成为国内外采矿界研究的焦点问题之一。随着开采深度和强度的不断增加,深部巷道围岩表现出与浅部围岩截然不同的力学响应机制。围岩在“三高一扰动”复杂力学环境下,岩体变形特性发生了根本性变化,巷道围岩表现出工程软岩特性,具有明显蠕变和流变特点,围岩扩容现象严重。同时,在高应力作用下深部巷道发生动力学灾害可能性急剧增加,给深部矿井安全、高效开采带来较大威胁。解决深部煤炭资源开采的首要及关键问题在于解决深部巷道支护,大量工程实践和理论研究均已表明,传统浅部巷道支护理论和技术已经不能适应深部巷道支护的要求。本文基于连续“双壳”支护理论,分析了深部高应力工程软岩巷道变形破坏规律,构建了连续“双壳”支护物理模型,具体结论如下:(1)虽然部分深部巷道围岩自身强度较高,但在高应力的作用下表现出软岩的性质,浅部巷道传统的支护理论与支护方式已经不能满足深部高应力工程软岩巷道的支护需求,亟需针对深部高应力工程软岩巷道支护问题的研究工作,实现深部高应力工程软岩巷道的支护。(2)分析了影响深部高应力工程软岩的因素,认为复杂应力场、围岩性质、地下水作用、支护设计为影响深部高应力工程软岩巷道的主要因素。(3)通过对深部高应力巷道在未支护情况下数值模拟分析发现,不论巷道处于高水平应力作用还是高垂直应力作用,巷道围岩均表现出大变形、强流变、自稳所需时间较长等特征。另外,在高水平应力作用下,巷道两帮的移近量明显小于顶底板收敛量,尤其是巷道底鼓量明显大约巷道顶板、两帮的变形量,表明在进行深部高应力工程软岩巷道支护时,应增强对巷道底板支护,更好的保证深部巷道的稳定性。(4)理论分析了锚杆(锚索)轴向、横向支护作用,巷道围岩注浆加固机理。根据巷道围岩不同的力学状态,分别采用了C-M屈服准则、D-P屈服准则,得出了连续“双壳”支护下,巷道围岩破裂区、塑性区、弹性区应力变化规律,破裂区、塑性区半径,破裂区、塑性区围岩位移,构建了连续“双壳”支护模型。(5)设计了连续“双壳”支护相似材料实验,通过对比巷道底板采用连续“双壳”支护和普通支护方式,得出了连续“双壳”支护能够较好的控制巷道围岩稳定,其不仅能降低巷道底鼓量,还能够与巷道顶板和两帮支护体起到协同支护作用,降低巷道顶板和两帮的位移量。(6)设计了不同埋深下连续“双壳”支护不同壳体参数相似材料实验和数值模拟实验,得出了在不同深浅壳体总厚度相同浅部壳体厚度、不同浅部壳体厚度相同深浅壳体总厚度下巷道围岩变形规律,得出在采用连续“双壳”支护时,应首先确定出连续“双壳”支护总厚度,然后再选择出合理的浅部壳体厚度,从而更好的提升连续“双壳”支护的合理性。

关键词：深部巷道工程软岩连续“双壳” 围岩控制壳体厚度

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深部软岩巷道变形破坏特征及连续“双壳”支护实验研究

深部软岩巷道变形破坏特征及连续“双壳”支护实验研究

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作者：张合超河北工程大学

学位级别：硕士

随着矿井机械化生产程度的不断提升,地下工程开采在生产规模与数量上也日渐扩大,深部建设成为了人类地下工程活动的必然选择。深部巷道及采场面临地质条件十分复杂,高地应力、高地温及软岩控制等问题愈加突出,研究深部软岩巷道变形破坏... 详细信息

随着矿井机械化生产程度的不断提升,地下工程开采在生产规模与数量上也日渐扩大,深部建设成为了人类地下工程活动的必然选择。深部巷道及采场面临地质条件十分复杂,高地应力、高地温及软岩控制等问题愈加突出,研究深部软岩巷道变形破坏机理、围岩变形特征及巷道稳定性控制技术对深部资源开采有着重要意义。结合冀中能源邯矿集团陶二矿新南总回风巷高地应力巷道变形特征,根据国内外深部软岩巷道研究进展,运用理论分析与模拟方式研究了不同支护形式巷道围岩变形破坏特征、围岩收敛情况,对比分析了不同锚注支护参数(厚度、强度)下支护承载特性,主要研究成果为以下几个方面:(1)运用流变模型对深部软岩巷道进行黏弹性力学分析,推算得出围岩表面位移及变形速率的表达式,并利用数学计算软件绘制不同侧压系数下围岩位移及速率随半径变化曲线。结合该结构模型,通过数值模拟研究深部高地应力软岩巷道变形破坏特征,分析位移、应力、塑形区等随时间变化规律。(2)结合深井软岩巷道变形破坏特征及机理,提出双壳加固概念;浅部壳采用预应力锚杆与注浆的方式改善浅部围岩结构,预留出足够的膨胀能变形时间;深部壳阻隔地应力对浅部壳的进一步破坏,确保浅部壳足够的承载能力与巷道的长期稳定。(3)结合煤岩体破坏机制及力学原理,分析煤岩体注浆加固机理;通过实验室胶结体单轴压缩实验,得出注浆对不同注浆介质残余强度的影响特性,为后期实验与模拟中参数的反演计算打基础。(4)研究不同支护形式下巷道围岩围岩变形特征,划分λ壳体支护参数下巷道围岩体变形破坏特征及其对双壳加固体承载特性的影响。(5)通过数值反演的方式确定了锚注体强度参数与应变之间关系,并嵌入数值计算模型之中。分析了不同壳体参数情况下双壳结构应力分布特点、双壳结构承载能力、峰值迁移规律,并对双壳支护参数对结构外部围岩稳定性影响进行进一步分析,并得出一些有益结论。

关键词：软岩巷道破坏特征锚注支护连续“双壳” 壳体参数承载特性

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浅析深井软岩巷道连续“双壳”治理底鼓机理与技术

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煤 2017年第5期26卷 66-67页

作者：李艳龙汾西矿业集团双柳煤矿山西柳林033300

在矿业的巷道支护技术中,底鼓治理是难题之一,也是巷道支护的关键和重点。文章对深井工程的软岩层巷道的底鼓变形影响因素和机理进行了深入的分析。在对底鼓问题如何解决的分析中应用了连续"双壳"理论的技术原理,并构建了深部锚索束高... 详细信息

在矿业的巷道支护技术中,底鼓治理是难题之一,也是巷道支护的关键和重点。文章对深井工程的软岩层巷道的底鼓变形影响因素和机理进行了深入的分析。在对底鼓问题如何解决的分析中应用了连续"双壳"理论的技术原理,并构建了深部锚索束高压注浆和底板前孔注浆的综合连续"双壳"治理底鼓技术,取得了很好的应用效果。

关键词：支护机理连续“双壳” 深井巷道

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