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硬岩顶板切顶留巷围岩变形分区补强控制研究 被引量：1
1
作者 邵炜星 查文华 +4 位作者 杨国威 许涛 刘啸 程文博 陈登红 《水利水电技术（中英文）》 北大核心 2024年第7期157-172,共16页
【目的】森达源煤矿传统的宽煤柱开采方式导致采掘接续紧张,并引发严重的围岩变形问题。切顶留巷技术可优化巷道支护条件,提高采煤效率,促进煤矿高效安全生产。【方法】以1号煤层的10101工作面为研究对象,运用FLAC 3D数值模拟软件,深入... 【目的】森达源煤矿传统的宽煤柱开采方式导致采掘接续紧张,并引发严重的围岩变形问题。切顶留巷技术可优化巷道支护条件,提高采煤效率,促进煤矿高效安全生产。【方法】以1号煤层的10101工作面为研究对象,运用FLAC 3D数值模拟软件,深入探究了切顶高度、切顶角度、注浆加固深度对巷道掘进、预裂切顶和切顶留巷过程中煤帮内部、采空区及顶板应力变形特性的影响。确定出最佳切顶留巷方案。在此基础上,进一步模拟分析工作面前后不同区域的围岩受力变形情况。提出回采工作面前方0~30 m内为超前补强区,采取“高预应力锚索+单体配合铰接顶梁”的联合支护。后方0~100 m内为滞后补强区,采用“工字钢+单体支柱”联合支护,同时对矸石帮实施注浆加固。通过工程应用验证了区分补强控制变形措施的有效性。【结果】结果显示:最佳切顶留巷方案为切顶高度6 m,切顶角度15°,矸石帮注浆深度1 m。此方案下,10101工作面的巷道顶底板的最终变形量为155 mm,两帮的为84 mm,均符合矿井使用要求,验证了切顶留巷技术具有良好效果。【结论】结果表明:切顶留巷技术能有效解决传统宽煤柱开采方式中存在的围岩变形问题。然而,该技术的实施受切顶高度、切顶角度和矸石帮注浆深度等因素的影响较大,需结合数值模拟和现场状况进行具体确定。总体上,切顶留巷技术和分区补强控制措施对围岩变形的控制效果显著,为类似条件下的煤矿开采提供了宝贵的经验借鉴,因而具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 硬岩 切顶留巷 围岩变形 分区补强 影响因素 力学性能 变形 数值模拟
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基于位移等代法的深部直墙半圆拱形隧洞松动圈厚度预测 被引量：1
2
作者 邵炜星 查文华 +2 位作者 许涛 王荣荣 程文博 《水利水电技术（中英文）》 北大核心 2024年第3期140-147,共8页
【目的】位移等代法是在工程实践中被广泛应用的一种等效圆法。为进一步探索该方法在深部非均匀应力场下预测松动圈厚度的工程效果,并建立具有工程适用性的等效圆半径计算公式,【方法】选取深部隧洞常采用的直墙半圆拱形断面为研究对象... 【目的】位移等代法是在工程实践中被广泛应用的一种等效圆法。为进一步探索该方法在深部非均匀应力场下预测松动圈厚度的工程效果,并建立具有工程适用性的等效圆半径计算公式,【方法】选取深部隧洞常采用的直墙半圆拱形断面为研究对象,根据位移等代法基本原理,利用FLAC~(3D)数值模拟和理论计算相结合的方式,建立了侧压系数λ为1.1~1.5,跨高比b_0/h为1.3~1.5条件下的等效圆半径函数关系式,并应用到江西曲江某煤矿水仓围岩的松动圈厚度预测。【结果】结果显示:根据等效圆公式计算出的水仓围岩松动圈的纵轴厚度为1.41 m,横轴为1.20 m,呈椭圆形;现场实测的松动圈也呈椭圆形,厚度平均值在1.15~1.45 m,其中最大均值在纵轴1.45 m,最小均值在横轴为1.15 m。理论预测值与实测值相吻合。【结论】结果表明:位移等代法适用于深部软岩松动圈厚度预测;所建等效圆半径公式具有良好的工程适用性,可为评价和预测类似隧洞工程松动圈厚度提供一种简化的、可借鉴的方法和思路。 展开更多
关键词 隧洞 直墙半圆拱形 位移等代法 等效圆 围岩 变形 松动圈 数值模拟
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深井复合顶板煤巷变形机理及控制对策 被引量：68
3
作者 余伟健 王卫军 +3 位作者 文国华 张农 吴海 张永青 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期1501-1508,共8页
针对深部高应力条件下复合型顶板煤巷的大变形问题,以江西曲江煤矿为例进行了现场调查、理论分析和工业试验等研究。首先,经现场调查发现该矿表现出了典型"三高"矿井的特点,加上顶板锚索和两帮锚杆无法充分发挥作用,使整个巷... 针对深部高应力条件下复合型顶板煤巷的大变形问题,以江西曲江煤矿为例进行了现场调查、理论分析和工业试验等研究。首先,经现场调查发现该矿表现出了典型"三高"矿井的特点,加上顶板锚索和两帮锚杆无法充分发挥作用,使整个巷道支护系统失去平衡而发生破坏。然后,研究了深部高应力工作面煤巷的力学作用,认为该力学作用是一个渐进过程,其变形动力主要来自于巷道顶板压力,底板变形大是直接导致整个巷道系统失效的重要标志;另外,根据深部高应力复合型顶板煤巷的受力特征,建议应将顶板的控制作为关键部位,尽力维护顶板的完整性,提高岩层自承能力,使支护结构与围岩能够协调地工作,并提出了以"预应力桁架锚索"为主体,以"锚杆+锚索+钢筋网等支护"为辅助的综合控制技术。实践证明:经以"预应力桁架锚索"为主体的综合控制技术支护后的巷道,其变形较原支护有明显好转;监测数据表明:经91 d后,巷道两帮的相对收敛速率小于1.7 mm/d,而且顶底板的相对收敛量大大减少,最大值为297 mm,变形速度小于1.4 mm/d,处于稳定状态。 展开更多
关键词 深部高应力 煤巷 复合型顶板 变形机理 控制技术
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高应力软岩巷道变形与破坏机制及返修控制技术 被引量：139
4
作者 余伟健 王卫军 +1 位作者 黄文忠 吴海 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期614-623,共10页
针对高应力软岩巷道的大量变形与破坏问题,以江西曲江煤矿-850 m水平运输大巷为例,研究了变形机理和返修控制技术。首先,对该大巷的变形及破坏情况选取7个具有代表性的地段进行现场调查,发现变形与破坏形式主要包括两帮内挤、侧墙张裂、... 针对高应力软岩巷道的大量变形与破坏问题,以江西曲江煤矿-850 m水平运输大巷为例,研究了变形机理和返修控制技术。首先,对该大巷的变形及破坏情况选取7个具有代表性的地段进行现场调查,发现变形与破坏形式主要包括两帮内挤、侧墙张裂、U型钢棚架弯曲或折断、底板鼓起和顶板垮落等;进行了X衍射实验和围岩内部变形结构的现场窥视,表明该巷道围岩含泥质矿物较多,松动圈较大(4 m左右)。然后,采用巴顿分类Q值、地质力学RMR值和松动圈估计值等将-850 m水平运输大巷的各调查段巷道稳定性归为Ⅴ,Ⅳ和Ⅲ类,相应地将这3类巷道称为垮冒巷道、特殊巷道和标准巷道,并给出了初步支护方案。最后,借助于工程类比、围岩分类、截面面积校核和提出的锚固段长度经验公式等方法得到了返修巷道锚索(锚杆)的长度、间排距、强度、直径和锚固段长度等主要参数。由此,-850 m水平运输大巷试验段巷道选取了"锚杆、金属网、喷浆、锚索、注浆和底板锚索"的综合支护方式。应用表明:经过147 d,巷道两帮收敛量最大值仅为66 mm,顶底板移近量最大值仅为119 mm,监测后期的收敛速率均小于1 mm/d,处于稳定状态。 展开更多
关键词 高应力 软岩巷道 变形机理 返修 支护设计
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深部软岩井筒马头门破坏修复治理技术研究 被引量：17
5
作者 董健涛 何桂良 张光振 《煤炭工程》 北大核心 2009年第2期25-27,共3页
曲江矿井筒马头门破坏段埋深大,岩性软弱,为了对其进行修复治理,在综合现有修复治理方法的基础上,根据其地质条件和破坏情况,分析了变形破坏机理,制定了修复治理方案,采用深孔注浆、预应力锚索、锚注、槽钢井圈和混凝土反拱等技术,成功... 曲江矿井筒马头门破坏段埋深大,岩性软弱,为了对其进行修复治理,在综合现有修复治理方法的基础上,根据其地质条件和破坏情况,分析了变形破坏机理,制定了修复治理方案,采用深孔注浆、预应力锚索、锚注、槽钢井圈和混凝土反拱等技术,成功地对破坏段进行了修复治理。 展开更多
关键词 深部软岩 井筒 马头门 修复治理
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剪切作用下新型拉力分散型麻花锚杆承载性能研究 被引量：1
6
作者 查文华 梁译文 +4 位作者 王澄菡 王京九 许涛 程文博 林杭 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2023年第11期40-52,共13页
【目的】新型麻花锚杆能显著提高锚杆的抗变形能力与抗剪能力,为进一步探讨剪切作用下新型麻花锚杆的承载性能,【方法】基于室内大型锚固拉拔试验系统,开展了不同剪切角度下新型麻花锚杆和传统锚杆的加卸载拉拔试验,并定义了承载力和有... 【目的】新型麻花锚杆能显著提高锚杆的抗变形能力与抗剪能力,为进一步探讨剪切作用下新型麻花锚杆的承载性能,【方法】基于室内大型锚固拉拔试验系统,开展了不同剪切角度下新型麻花锚杆和传统锚杆的加卸载拉拔试验,并定义了承载力和有效变形率两个指标对承载性能进行评价,最后运用ABAQUS数值模拟验证试验结果的准确性。【结果】结果显示:对于剪切角为90°、60°、30°,新型麻花锚杆的承载性能分别提升了9.93%、15.28%、10.23%,有效变形率分别为传统锚杆的4.02倍、3.48倍、2.18倍;剪切角由90°减小至60°,新型麻花锚杆与传统锚杆承载性能分别增加了15.21%与9.86%;剪切角由60°减小至30°,新型麻花锚杆与传统型锚杆承载性能分别增加了13.37%与18.56%。【结论】结果表明:通过对承载力和有效变形率两个参数的评判,新型麻花锚杆比传统锚杆,承载性能与抗变形能力均得到提升;相同锚固长度和剪切角下,当承载能力相同时,新型麻花锚杆的抗变形能力优于传统锚杆;当抗变形能力相同时,新型麻花锚杆的承载性能优于传统锚杆。数值模拟得到的结果的一致性验证了试验结果的有效性。 展开更多
关键词 麻花锚杆 拉力分散 承载性能 抗变形能力 抗剪强度 力学性能 变形 数值模拟
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采动下深部高应力巷道围岩变形特征分析及支护技术研究 被引量：21
7
作者 查文华 梁译文 +3 位作者 许涛 王荣荣 程文博 刘小虎 《煤炭工程》 北大核心 2023年第12期64-70,共7页
深部高应力巷道由于受到周围采空区、煤柱以及回采工作面的影响,往往处于极复杂的应力状态,呈现出各种变形破坏特征。以曲江煤矿-850 m西大巷为研究对象,通过现场调研、锚杆锚索受力监测、围岩变形监测等分析回采期间巷道的变形破坏形态... 深部高应力巷道由于受到周围采空区、煤柱以及回采工作面的影响,往往处于极复杂的应力状态,呈现出各种变形破坏特征。以曲江煤矿-850 m西大巷为研究对象,通过现场调研、锚杆锚索受力监测、围岩变形监测等分析回采期间巷道的变形破坏形态,将采动下深部高应力巷道围岩变形破坏分为后方持续高压变形区和前方扰动动压变形区;依据采动下不同区的破坏形态,提出在后方持续高压变形区实施“三锚”联合支护技术,前方扰动动压变形区实施抗让结合的支护理念。通过对修复段的观察分析表明所确定的分区联合支护方案是合理、有效的能确保采动下深部高应力巷道长期稳定。 展开更多
关键词 井巷工程 深部开采 高应力巷道 围岩变形破坏 支护对策
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