底角锚杆控制巷道底臌的数值模拟

随着煤矿开采深度的增加,巷道底臌现象越来越严重。为了寻找一种有效的控制底臌方法,借助数值模拟手段对施加底角锚杆的深部巷道进行受力分析。结果表明:对底板实加底角锚杆后,应力区向巷道深部转移,围岩应力对底板的影响降低,巷道变形量减小。模拟结果及现场应用均证明在条件适合地区,底角锚杆控制技术可以有效控制巷道底臌。     

煤矿巷道底臌的模拟分析——以高河煤矿为例

以高河煤矿现场实际情况为依据,利用FLAC3D有限差分软件建立数值模型,计算E2305工作面回采过程中胶带巷围岩应力的分布和峰值,模拟分析巷道变形、底臌形成过程及原因。模拟E2305工作面分别推进20～140 m时E2305工作面胶带巷煤柱帮应力及工作面侧帮应力分布情况。通过分析得出E2305胶带巷的应力峰值为37.5 MPa,距离巷帮5.6 m,巷道两侧的峰值应力分别为28.4 MPa和37.5 MPa,应力峰值均较高,巷道面临着高垂直应力作用,导致巷道底臌严重。     

煤矿巷道底臌的模拟研究

本论文采用边界元——有限元耦合应力分析方法,对美国King No.4煤矿中第四采区巷道底臌与采空区和水平地质构造应力之间的关系进存了探讨。基于计算结果,本文发现较大的采空区范围以及较大的水平地质构造应力是导致该区域巷道底臌的重要原因等结论。图4,表2,参4。     

孔底爆破卸压法控制采区巷道底臌的数值模拟研究

卸压法是通过一定的技术手段改变某些部分围岩的物理力学性质,改善围岩内部的应力及能量分布,以此来提高围岩的稳定性的一类方法。对采区巷道底板孔底爆破卸压的数值模拟研究,初步得出了卸压后巷道围岩的位移场和应力场,并对不同卸压方案进行了分析比较,提出了合理的卸压方案。     

膨胀岩与巷道底臌

岩石遇水膨胀不仅引起岩石体积增加．而且显著消弱岩石强度。本文在现有研究成果的基础上，分析了各种膨胀理论的适用条件；通过理论推导，得出了求解岩石遇水膨胀引起的巷道底臌的表达式．最后进行了实例分析，讨论了膨胀对底臌的影响程度及与之相关的因素。     

淮北矿区深井岩石巷道底臌原因分析及防治措施探讨

就淮北矿区而言,随着矿井开采深度的逐渐增加,巷道底臌问题也越来越严重,底臌也成为深部巷道破坏的主要因素,本文通过深入分析煤矿深部巷道底臌原因,提出了"底板锚杆+底板注浆+封闭式支架"底板联合加固措施,以改善深井岩石巷道底臌防治的现状,确保矿井的安全高效生产。     

极软岩巷道底臌锚注支护控制技术

针对极软岩巷道围岩变形破坏和严重底臌问题,现场通过对巷道围岩进行地应力量测、物理力学性质分析测试、矿物成分分析和节理裂隙调查确定了软岩类型。并针对现场围岩的具体情况,设计了有效的控制极软岩巷道底臌的锚注支护方案,通过使用岩石破裂过程分析(RFEA)系统对支护方案进行了数值模拟,进而确定一次锚网喷支护、二次锚注支护方案能够有效地加固巷道的两帮、顶板以及底角,并抑制底臌的发生,进而提高围岩本身的承载能力,达到治理围岩的目的。通过工程实践证明,此种支护方案是有效并且可行的。     

厚煤层沿空掘巷底臌机理及控制

通过对受二次采动影响处于软弱破碎煤岩区动压巷道的长期观测,运用数值模拟、现场监测和工程类比的方法,对厚煤层沿空掘巷底臌控制进行研究,分析了底臌的原因,从而得出以巷道整体为对象,用锚杆对底臌进行有效合理控制的方法,并将该法应用于工程实践中,取得了良好的技术经济效果。     

深部巷道围岩蠕变的数值模拟

煤矿深部开采时,针对高地应力下岩体蠕变导致的巷道围岩变形问题,分析了围岩变形破坏特征,并结合现场相关地质资料,采用FLAC^3D程序的Burgers蠕变模块,对不同围压条件下巷道围岩蠕变问题进行模拟研究。结果表明：围岩的蠕变存在着初始蠕变和稳定蠕变两个阶段;围岩的蠕变移近量、变形速率和应力均随时间的延长而增大,最终趋于稳定。该研究对高地应力条件下巷道施工有一定指导意义。     

岩石扩容与巷道底臌

岩石扩容与围岩性质及应力状态密切相关.本文在描述岩石扩容现象的基础上,运用现有的岩石扩容本构方程,得出了求解扩容引起的底臌量的表达式,它适用于煤矿井下巷道.基于该公式,分析了实际巷道中扩容对底臌的影响程度及与之有关的诸因素.最后阐明了在软岩、大地压巷道中,扩容是引起底臌的一个重要原因,并论述了各种防治底臌的措施控制岩石扩容的机理.     

加固底板控制软岩巷道底鼓数值模拟和现场试验

 随着开采深度的进一步增加,贵州开磷集团马路坪矿区深部主要开拓及采准巷道支护困难,原有的支护技术与措施失效,巷道返修率高,永久性巷道支护后存在经常性冒顶、片帮、底鼓等现象。针对开磷集团马路坪矿区深部红页岩巷道围岩严重破坏问题,通过现场调查和理论分析,提出加固底板控制巷道底鼓的措施,在原支护方案的基础上设计了3种改进方案。使用离散元软件3DEC对上述原方案及其改进方案分别进行了数值模拟计算,同时选取了100m试验巷道进行现场试验。模拟结果表明,底角锚杆可以切断底板基角部位塑性滑移线从而控制巷道底鼓,浇灌混凝土地坪并铺设钢筋网,能增强底板的韧性,保证底板围岩的整体性,可以大大提高底板围岩抵抗岩块碎胀压力的能力,防止底板围岩开裂挤出。现场测试数据显示联合支护方案减小底鼓量83%,较好控制了巷道底鼓灾害,解决了长期困扰开磷矿山红页岩巷道的支护难题。     

深部采动巷道底鼓控制技术及治理效果

针对开滦集团东欢坨矿8#煤层深部开采动压回采巷道剧烈底鼓现象,本文采用有限差分软件FLAC对不同底鼓治理措施(底板卸压槽、底板锚杆及底板钻孔)进行数值模拟,分析各种防治措施下巷道底板位移及应力分布特征,提出卸压法(底板卸压槽)与加固法(底角锚杆)相结合的底鼓控制措施。继而将"卸压与加固"联合控制底鼓方案应用于一条典型的回采巷道底鼓地段,治理效果表明底鼓量及变形速率均在可控范围之内,该联合技术控制底鼓效果显著。     

巷道非对称底鼓的力学解析

探讨深部开采条件下非对称底鼓现象的影响因素和形成机制,为巷道底鼓的防治提供理论依据。根据郎肯土压力理论,建立了非对称底鼓的力学模型及分析计算简图,得到了4种非对称底鼓的破坏形式,导出了巷道底压的计算公式。通过给定部分参数,得到了极限破坏深度、底压、底压偏移角分别与松散岩体折算摩擦角和巷道宽度的关系。研究表明,岩性较差或者较为破碎的围岩以及宽度较大的巷道受非对称荷载比值的影响较大,且巷道底压会有一定的偏转。研究结果对于控制深井非对称底鼓有一定的参考作用。最后介绍了1个防治巷道底鼓的实例。     

回采巷道底鼓机理分析

介绍了回采巷道底板岩层结构特征,就采动对底鼓的影响和现场观测实例进行了分橱,     

贺西煤矿3~#煤层瓦斯尾巷底鼓机理及控制技术研究

贺西煤矿3#煤层在回采过程中,瓦斯尾巷底鼓非常严重,严重影响下一工作面的正常使用,致使采掘衔接紧张,本文以3#煤层工作面瓦斯尾巷为背景,深入分析瓦斯尾巷底鼓量大的主要因素,剖析巷道底鼓机理,以FLAC3D数值模拟为主要手段,针对实际情况选择合理底鼓控制措施。工业性试验结果表明,工作面瓦斯尾巷巷道支护状况良好,底鼓问题基本得到了解决。     

巷道压曲性底臌的机理与控制

巷道围岩控制是深部资源开采中的关键问题,而要攻克深井软岩巷道支护的难关,就必须首先研究底鼓的机理及其防治措施。巷道底臌有挤压、压曲、膨胀和剪胀等形式,压曲底臌是最常见的一种形式。根据巷道围岩本构关系,建立了压曲底臌力学模型及分析计算简图,根据弹性力学薄板理论,导出了压曲临界载荷计算式。研究表明,临界载荷与厚跨比关系密切。这对于控制底板层状岩体压曲型底臌有一定的参考作用。分析了防治压曲底鼓的有关研究成果,最后介绍了2个防治巷道底鼓的实例。     

垂荡板水动力的数值模拟

将计算垂荡板的水动力问题简化为二维竖直平板的绕流问题，计算了在各种来流情况下垂荡板的受力，给出了在计算模型下流场后尾涡片的发展图景。与试验结果对比后发现，尽管计算模型和试验时的三维模型差距很大，但只需要调整计算条件，计算结果与试验结果即可较好地吻合。这表明，在类似的情况下对于不同形状的平板，存在可以简化到二维的可能。     

松散破碎软岩巷道底鼓控制的试验研究

强烈底鼓是破碎软岩巷道支护的一个重大难题.以牛马司实业有限公司水井头矿-300东大巷底鼓控制的工程试验为例,在测试围岩矿物成分和力学参数的基础上,分析了破碎软岩巷道底鼓的机理,提出了锚网喷注的联合支护方案,并应用数值分析软件对比分析了巷道底鼓的控制效果.工程试验表明,该技术较好的控制了巷道的强烈底鼓,为同类软岩巷道底鼓控制提供了参考.图5,参8.