近距离煤层外错式布置下伏巷道断面优化研究 被引量：1

1

作者 黄辉 虎晓龙 +5 位作者 张杰 崔振强 郑文军 胡浩东 崔海龙 林科文 《煤炭技术》 CAS 2024年第12期9-12,共4页

针对宁夏煤业有限责任公司灵新煤矿六采区近距离煤层外错式布置下伏巷道围岩稳定性控制问题,对061601风巷原梯形巷道断面形状进行优化,以保障巷道掘进安全。提出将梯形巷道断面变更为直墙半圆拱断面的优化方案,通过FLAC^(3D)建立工程地... 针对宁夏煤业有限责任公司灵新煤矿六采区近距离煤层外错式布置下伏巷道围岩稳定性控制问题,对061601风巷原梯形巷道断面形状进行优化,以保障巷道掘进安全。提出将梯形巷道断面变更为直墙半圆拱断面的优化方案,通过FLAC^(3D)建立工程地质模型,分析061601风巷巷道断面优化前后应力及塑性区分布特征,并进行工业性实验,监测围岩松动圈发育情况与顶板下沉量。数值模拟与现场监测结果表明:将巷道由断面梯形优化为直墙半圆拱,可有效提高围岩完整性,降低巷道塑性区范围,减少巷道顶板下沉量,保障了生产安全需要,达到了预期目标。 展开更多

关键词 近距离煤层 外错式布置 巷道断面优化 直墙半圆拱

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直墙半圆拱形钢管混凝土支架力学性能实验及应用 被引量：30

2

作者 高延法 王军 +3 位作者 黄万朋 陈冰慧 王亮 王超 《隧道建设》 2014年第1期6-12,共7页

为研究直墙半圆拱形断面巷道面临的支护难题,设计了直墙半圆拱形钢管混凝土支架与U型钢支架力学性能对比实验;实验全面测试并分析了钢管混凝土支架的承载力、位移与应变,同时分析了热煨弯曲对钢管原材料抗拉性能的影响及C60混凝土配合... 为研究直墙半圆拱形断面巷道面临的支护难题,设计了直墙半圆拱形钢管混凝土支架与U型钢支架力学性能对比实验;实验全面测试并分析了钢管混凝土支架的承载力、位移与应变,同时分析了热煨弯曲对钢管原材料抗拉性能的影响及C60混凝土配合比合理性;实验证明钢管混凝土支架具有突出的承载优势。在实验指导下,对华丰矿-1100水平大巷动压巷道和大淑村矿-450水平新东翼皮带巷高应力集中巷道做了直墙半圆拱形钢管混凝土支架支护设计并应用,实践证明钢管混凝土支架支护效果明显,优于同断面U型钢支架,同时也发现直墙半圆拱形封闭支架的底角为薄弱点,并进行了改进与结构强化。 展开更多

关键词 钢管混凝土支架 直墙半圆拱断面 力学性能实验 巷道支护

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直墙拱形巷(隧)道岩爆试验及劈裂与剪切分析 被引量：10

3

作者 张晓君 王栋 +1 位作者 肖超 郑怀昌 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第S1期35-40,共6页

针对岩爆试验及监测研究的不足,开展了直墙半圆拱形巷(隧)道岩爆单轴压缩试验、声波监测及岩爆破裂的劈裂与剪切分析。结果表明,巷(隧)道围岩呈现起伏粗糙破裂面和劈裂后的薄块体,试样整体也呈现出明显的劈裂岩爆现象;波速可以很好地反... 针对岩爆试验及监测研究的不足,开展了直墙半圆拱形巷(隧)道岩爆单轴压缩试验、声波监测及岩爆破裂的劈裂与剪切分析。结果表明,巷(隧)道围岩呈现起伏粗糙破裂面和劈裂后的薄块体,试样整体也呈现出明显的劈裂岩爆现象;波速可以很好地反映围岩内部损伤演化进程,将围岩波速由持续不变到开始变小点作为临界损伤点,可以通过监测波速变化进行围岩岩爆的预测预报;通过监测声波波形尤其是对波形稀疏、周期变长的监测,可以很好地掌握围岩内部的全程发展变化情况;通过综合监测声波的波速、波形稀疏、周期变长,达到定性、定量相结合,及时、准确地预测、预报岩爆,以保障人员、设备安全;得出了由应力强度比和压拉比来判定劈裂岩爆发生的综合表达式以及与应力强度比岩爆烈度分级标准相对应的压拉比数值;劈裂岩爆发生的应力强度比即应力判据在0.27~0.80之间(R为10~30时);随着满足劈裂岩爆发生的应力强度比的增大,其越接近满足剪切破坏条件,破坏主要形式将向剪切破坏方向发展。 展开更多

关键词 直墙拱形巷(隧)道 岩爆 单轴压缩试验 声波监测 劈裂 波速

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直墙半圆拱U型钢封闭支架控底力学模型及应用 被引量：12

4

作者 唐芙蓉 刘娜 郑西贵 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期2165-2171,共7页

针对深部巷道底臌治理难题,建立了直墙半圆拱整体支架的力学模型,运用极限载荷法推导了高应力条件下的支架承载能力和反拱临界失稳载荷,将反拱拱高与半径的比值定义为反拱控底影响因子ζ,研究了ζ在0-0.7范围内不同巷道宽度的反拱支架... 针对深部巷道底臌治理难题,建立了直墙半圆拱整体支架的力学模型,运用极限载荷法推导了高应力条件下的支架承载能力和反拱临界失稳载荷,将反拱拱高与半径的比值定义为反拱控底影响因子ζ,研究了ζ在0-0.7范围内不同巷道宽度的反拱支架受力特征及稳定性。计算表明：对于净宽为5 m的巷道,反拱矢跨比宜取值在0.2-0.3,反拱控底影响因子和反拱半径的最佳取值分别为0.2和4 m,在淮南矿业集团丁集矿西11-2开拓巷道50 m试验段工程实践表明该支架对底臌具有良好的控制能力,2 a期的巷道底臌小于50 mm,且不需要卧底返修。 展开更多

关键词 直墙半圆拱 U型钢封闭支架 反拱控底影响因子 深井巷道 底臌

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浅析锚索在支护承载体的补强作用 被引量：3

5

作者 孙涛 时吉贺 《现代矿业》 CAS 2013年第9期41-44,共4页

针对某矿直墙半圆拱形巷道,结合锚网支护以及U型钢棚式支护失稳的破坏特征,通过数值模拟软件分析,得出由于巷道薄弱部位未进行结构补强支护而产生局部失稳诱导巷道整体失稳,通过预紧力锚索对支护承载体薄弱部位的结构补强,大大提高了支... 针对某矿直墙半圆拱形巷道,结合锚网支护以及U型钢棚式支护失稳的破坏特征,通过数值模拟软件分析,得出由于巷道薄弱部位未进行结构补强支护而产生局部失稳诱导巷道整体失稳,通过预紧力锚索对支护承载体薄弱部位的结构补强,大大提高了支护承载体的整体稳定性和强度。 展开更多

关键词 局部失稳 数值模拟 结构补强 直墙半圆拱巷道

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直墙拱形巷(隧)道岩爆卸压孔解危效应试验研究 被引量：2

6

作者 王宇晨 张晓君 刘啸 《金属矿山》 CAS 北大核心 2022年第8期27-33,共7页

针对岩爆卸压孔解危效应研究的不足,开展了未含卸压孔和含卸压孔的直墙拱形巷(隧)道花岗岩试样双轴压缩试验,分别建立了基于能量释放量的巷(隧)道围岩损伤变量表达式、基于岩石微元破坏概率的巷(隧)道围岩临空面发生劈裂破坏的损伤变量... 针对岩爆卸压孔解危效应研究的不足,开展了未含卸压孔和含卸压孔的直墙拱形巷(隧)道花岗岩试样双轴压缩试验,分别建立了基于能量释放量的巷(隧)道围岩损伤变量表达式、基于岩石微元破坏概率的巷(隧)道围岩临空面发生劈裂破坏的损伤变量表达式和临空面内部发生剪切破坏的损伤变量表达式,分析了岩爆卸压孔解危效应损伤演化。结果表明,与未施工卸压孔相比,施工卸压孔后其承载能力明显下降,同时整体破坏时的应力降低率也明显下降,同等情况下的变形也有所增加;直墙拱形巷(隧)道破裂演化均从卸压孔两侧开始,产生明显的翼裂纹并扩展至边界,卸压孔由圆形变成椭圆形;施工卸压孔的巷(隧)道两侧帮破坏不严重,破坏主要集中在卸压孔位置,巷(隧)道围岩破坏范围大为缩小,破坏程度大为降低,卸压孔起到了明显的岩爆解危效果;卸压孔控制着整个直墙拱形巷(隧)道围岩破裂演化的进程,对围岩破裂演化起到了关键性控制作用;含卸压孔的巷(隧)道围岩损伤演化与围岩临空面发生劈裂破坏的损伤演化进程基本一致,未施工卸压孔的巷(隧)道损伤演化与临空面内部发生剪切破坏的损伤演化进程基本一致,施加卸压孔使巷(隧)道围岩破裂演化向完全劈裂方向演化发展,可以通过劈裂和剪切损伤演化进程来预测岩爆的发生。 展开更多

关键词 直墙拱形巷(隧)道 岩爆 卸压孔 双轴压缩试验 损伤演化

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红一煤矿半煤岩巷围岩控制技术优化研究 被引量：2

7

作者 胥克俊 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2015年第9期49-52,共4页

为保证红一煤矿半煤岩巷道围岩的稳定及煤矿安全开采,以红一煤矿运回联巷为工程背景,运用钻孔探测及数值模拟的方法,研究了试验段巷道顶板内部裂隙发育规律,并对比分析矩形断面和直墙半圆拱形巷道围岩塑性区及位移分布特征。研究结果表... 为保证红一煤矿半煤岩巷道围岩的稳定及煤矿安全开采,以红一煤矿运回联巷为工程背景,运用钻孔探测及数值模拟的方法,研究了试验段巷道顶板内部裂隙发育规律,并对比分析矩形断面和直墙半圆拱形巷道围岩塑性区及位移分布特征。研究结果表明:试验段巷道围岩锚固体承载结构相对较弱,直墙半圆拱形断面受力优于矩形断面,且直墙半圆拱形断面巷道变形小于矩形断面巷道变形。现场实测验证了以上观点。 展开更多

关键词 半煤岩巷 支护优化 FLAC3D 直墙半圆拱形 钻孔探测

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不同形状巷道断面对深部破碎回采煤巷的影响分析 被引量：8

8

作者 宋亚亚 赵龙刚 《能源与环保》 2018年第4期142-145,共4页

为了确保煤矿巷道断面的合理设计,以云盖山煤矿一矿实际矿井地质条件为例,采用数值模拟软件,分别对梯形、矩形、直墙半圆拱形断面巷道进行数值模拟研究,研究了巷道周围煤岩体位移、塑性区分布,巷道周围煤岩体最大主应力、最小主应力云... 为了确保煤矿巷道断面的合理设计,以云盖山煤矿一矿实际矿井地质条件为例,采用数值模拟软件,分别对梯形、矩形、直墙半圆拱形断面巷道进行数值模拟研究,研究了巷道周围煤岩体位移、塑性区分布,巷道周围煤岩体最大主应力、最小主应力云图。研究得出:在无支护的情况下,当采用直墙半圆拱形断面时,巷道顶板变形量、左帮变形量最小,因此该煤矿运输巷断面设计为直墙半圆拱形最合理,有利于确保矿井安全生产。 展开更多

关键词 梯形巷道 矩形巷道 直墙半圆拱形 煤岩体位移 塑性区分布 应力分布

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循环加卸载下直墙拱形巷(隧)道应力松弛特性试验研究

9

作者 刘啸 张晓君 +2 位作者 魏金祝 何俊玲 王靖涛 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期476-484,共9页

针对硬岩应力松弛特性及岩爆研究的不足,开展了低、中、高载荷下的循环加卸载直墙拱形巷(隧)道应力松弛过程试验,得出了应力松弛规律,建立了应力松弛模型,探讨了应力松弛机制。结果表明:在低载荷下的循环加卸载直墙拱形巷(隧)道应力松... 针对硬岩应力松弛特性及岩爆研究的不足,开展了低、中、高载荷下的循环加卸载直墙拱形巷(隧)道应力松弛过程试验,得出了应力松弛规律,建立了应力松弛模型,探讨了应力松弛机制。结果表明:在低载荷下的循环加卸载直墙拱形巷(隧)道应力松弛过程均呈现出迅速衰减、逐渐衰减和稳定3个演化阶段,应力松弛规律一致,但随着循环次数的增加,应力松弛时间放缓,应力衰减损失程度在降低;低载荷下的应力松弛过程是巷(隧)道围岩拉应力和压应力同时衰减的过程,内部没有损伤产生,整体未产生破裂;在中等载荷下的循环加卸载直墙拱形巷(隧)道围岩应力松弛过程同样呈现出迅速衰减、逐渐衰减和稳定3个演化阶段,随着循环次数的增加总体上呈现应力松弛时间放缓的趋势,最终同样表现为巷(隧)道围岩拉应力和压应力同时衰减的过程;与低载荷下相比,中等载荷下的应力松弛过程变慢,内部有损伤产生,但后续循环未导致围岩破坏;在高载荷下的直墙拱形巷(隧)道围岩呈现拉应力持续增加和压应力持续减小的过程,巷(隧)道持续损伤破裂,侧帮产生层爆,最终形成V型爆坑,整体呈现两次明显爆裂破坏;采用分数阶微积分理论来描述循环加卸载情况下的应力松弛过程,建立了分数阶模型即应力松弛方程,拟合效果基本吻合;定义了应力松弛度,可以完全反映应力松弛全过程及松弛程度;工程上应采取措施阻止岩爆岩体松弛过程变形发展到临界状态。研究结果对岩爆机制、预测预警及硬岩长期稳定性分析等具有很好的指导和借鉴意义。 展开更多

关键词 直墙拱形巷(隧)道 循环加卸载 应力松弛 拉应力 岩爆

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一种基于应变软化模型的直墙半圆拱巷道开挖计算分析

10

作者 黄海鹏 刘晓明 +2 位作者 李立波 王志乾 刘磊 《山西煤炭》 2023年第3期24-29,共6页

为研究软岩直墙半圆拱巷道的变形破坏规律,以梅花井煤矿1110208工作面为研究对象,基于应变软化模型来反映软岩的泥化以及膨胀特征,计算了直墙半圆拱巷道开挖后围岩中塑性区及支承压力分布情况。研究结果表明,应变软化模型受巷道围岩中... 为研究软岩直墙半圆拱巷道的变形破坏规律,以梅花井煤矿1110208工作面为研究对象,基于应变软化模型来反映软岩的泥化以及膨胀特征,计算了直墙半圆拱巷道开挖后围岩中塑性区及支承压力分布情况。研究结果表明,应变软化模型受巷道围岩中铅直应力影响显著,当埋深较大时,巷道围岩中铅直应力显著增加;基于应变软化模型计算得到巷道围岩中塑性区分布面积显著增大,巷道顶板及顶板中的拉应力分布区也显著增加,应变软化参数对巷道围岩中塑性区分布影响显著;随塑性剪切应变增加,岩石材料内聚力下降幅度越大,巷道围岩中塑性区分布面积越大;应变软化参数对巷道围岩中铅直应力最大值及最小值应变不显著,但对巷道顶板及底板中拉应力分布区影响显著;随塑性剪切应变增加,岩石内聚力下降幅度越大,巷道顶板及底板中拉应力分布区越大。 展开更多

关键词 应变软化模型 直墙半圆拱巷道 塑性剪切应变 内聚力 铅直应力

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锚喷巷道交岔点设计优化 被引量：1

11

作者 苏生 王海龙 欧东东 《山东煤炭科技》 2010年第3期102-102,104,共2页

文章针对传统交岔点工程量大、巷道顶部围岩破坏较大、无效断面大等缺陷,将交岔点段断面由直墙半圆拱改为三心拱,大大降低了工程量和施工难度,经济效益显著。

关键词 锚喷巷道 交岔点 直墙半圆拱 三心拱

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掘进期间快速过断层技术的实践与应用

12

作者 周传民 《世界有色金属》 2016年第15期145-,147,共2页

在矿井掘进过程中,通过将矩形巷道改为直墙半圆拱形巷道,并采取锚索梁加强支护、定坡度掘进、挂临时护网以及打前探锚杆等有效措施,可以明显提高过断层的功效,该办法不仅适用于矿山,也适用于各类金属矿。

关键词 断层 掘进 直墙半圆拱 前探

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浅埋深薄基岩平顶拱形棚支护应用

13

作者 郭杲 《山西焦煤科技》 CAS 2022年第1期47-49,共3页

薛虎沟煤业2#煤层为浅埋深薄基岩煤层,为保证回采期间两巷超前支护的安全可靠,设计采用平顶拱形棚支护,在直壁三心拱29U型钢棚基础上,棚梁顶部变为平顶,棚梁与棚腿搭接处保持原先弧度。支护后,巷道最大位移量变化在10 mm以内,变化量均... 薛虎沟煤业2#煤层为浅埋深薄基岩煤层,为保证回采期间两巷超前支护的安全可靠,设计采用平顶拱形棚支护,在直壁三心拱29U型钢棚基础上,棚梁顶部变为平顶,棚梁与棚腿搭接处保持原先弧度。支护后,巷道最大位移量变化在10 mm以内,变化量均在设计范围内。结果表明,在浅埋深薄基岩的顶板条件下采用平顶拱形棚支护效果较好。 展开更多

关键词 浅埋深薄基岩煤层 直壁三心拱棚 平顶拱形棚 巷道位移量

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