基于冲能吸能平衡效应的冲击地压巷道分级支护研究

冲击地压是煤炭开采过程中发生的一种动力灾害,主要是由积聚在煤岩中的弹性变形能突然急剧释放造成的,约90%发生在巷道中。巷道冲击破坏不仅与冲击能量直接相关,还与冲击距离远近紧密相关,提出能距比的概念,即冲击震源释放能量与其至巷道距离的比值。根据冲击地压动静载叠加机制和冲能吸能平衡理论,综合考虑冲击震源能距比量级、巷道破坏程度、支护构件吸能、弱结构吸能等特性,建立了巷道围岩冲击矿震稳定性控制模型,分析了冲能、吸能的构成和计算过程,搭建了冲击地压能级与巷道支护强度之间的对应关系,确定了“四高锚网+”为主导技术的煤矿巷道防冲抗震支护体系。根据能距比量级大小,将冲击地压巷道支护安全可靠性分为P1～P4级别,分级对应采取不同支护强度的“四高锚网+”组合支护技术。“四高”锚网支护可对应能距比为10²量级的无冲击巷道,“四高锚网+1”(O型钢棚、吸能防冲单元架、围岩弱结构)对应能距比为10³量级的冲击地压,“四高锚网+2”对应能距比为10⁴量级的冲击地压,“四高锚网+3”对应能距比为10⁵量级的冲击地压,10     

主应力对巷道交岔点围岩稳定性影响研究

为研究主应力对交岔点围岩稳定性的影响,以某矿为工程背景,建立5组交岔点数值计算模型,研究了交岔点开挖前的扰动应力场偏转规律,并引入点安全系数法研究了主应力和交岔角度对交岔点围岩位移场、扰动破碎区的影响规律。研究结果表明：在交岔点开挖之前,交岔点附近围岩的主应力方向发生偏转,偏转后的应力场类型由σh型变为σv型,交岔点开挖过程中围岩受σv型应力场影响;交岔角（α≤90°）越大,交岔点越稳定;交岔角度相同时,新掘巷道轴向较靠近最大水平主应力方向的交岔点更稳定。交岔点现场实测数据验证了研究结果。     

软岩巷道可缓冲渐变式双强壳体支护原理及实践

深部软岩巷道承受高地应力作用,导致围岩产生流变大变形是影响其安全稳定的重要因素。以阳煤一矿西大巷工程为例,分析软弱围岩变形破坏机制;建立能够反映工程地质状况及初始设计方案的有限元模型,以现场监测变形数据和钻孔窥视围岩变形破坏深度为基础,反演获取围岩力学参数和蠕变参数。提出适合软弱流变岩体的可缓冲渐变式双强壳体支护方法,即根据围岩破坏情况进行分层注浆加固,并在最外部架设可缩性U型钢支架,形成可变形缓冲层。建立新型支护方案的有限元模型,利用围岩反演参数预测围岩变形情况,并通过与现场监测数据对比分析,验证了所提支护方案的有效性。     

断层构造在层测深曲线上的响应特征

应用数值模拟方法研究了巷道层测深技术应用的环境及影响因素,分析了断层构造在层测深曲线上的响应特征。结果表明,在煤层为高阻,顶、底板为低阻的情况下,巷道层测深技术对断层构造具有良好的分辨率,并且煤层与其顶、底板的视电阻率差异越大,对断层构造的分辨率越高;煤层厚度和断层与巷道的夹角等因素也对探测断层构造的分辨率有一定的影响。      

采动影响下巷道围岩变形与破坏的弱结构面效应

岩体中弱结构面的产状要素和力学参数是影响深部巷道围岩变形和破坏的重要因素。通过对金川矿区地下开采过程中发生的与弱结构面效应有关的巷道变形特征、破坏模式与机理分析得出,在断层附近或穿过断层开挖时,往往会引起断层活化,引发巷道变形和破坏。当在节理岩体中开挖时会使围岩中低强度的节理裂隙等弱结构面正应力减小,抗剪强度降低,从而发生相对滑移、变形。此外,与巷道开挖相比,矿体开采的影响不仅在持续时间上,还是在影响以及程度上都是造成巷道变形和破坏的弱结构面效应更加显著的主要原因。     

三维巷道拼接建模关键技术研究与实现

在数字矿山建设中井下巷道的三维(3D)展示一直是研究的重点,本文在总结原始巷道导线测量数据的基础上,对巷道组织、拓扑结构、巷道单体及网络建模、巷道拼接等进行了研究,构建并实现了用于三维巷道建模的三维数据模型,然后在对巷道数据进行预处理后通过分层建模的方法依次实现了巷道网面模型、网络及截面模型,最终实现了三维巷道的无缝平滑拼接。最后利用三维开源引擎OpenSceneGraph(OSG)对三维巷道模型进行了实现并开发完成了三维巷道原型系统,在实际生产中具有一定的参考意义。     

巷道煤层天然电磁波法超前探测

利用天然电磁波研制的DTY型地电探测仪,多年来一直在地面探查煤层厚度和附近小构造。根据生产需要,研制了井下巷道煤层超前探测仪,在巷道掌子面前顺着煤层的视倾角可以超前探测100 m内煤层厚度,及煤层附近的小断层。      

浅谈井下无定向导线的精度及可靠性

矿山井下开采使设在巷道上的一些测量点因巷道的压力或其它原因而遭到破坏或位移,这不仅给测量带来许多困难,而且直接影响矿井日常生产。如何利用尚存的导线点恢复该段导线是个值得讨论的问题。[第一段]     

龙陵县勐糯铅锌矿深部巷道稳定性数值模拟研究

根据勐糯铅锌矿巷道工程条件,采用phase2有限元软件构建巷道数值计算模型,对比分析200m中段结晶灰岩、千枚岩巷道无支护情况下应力场、位移场、塑性变形区等情况,为巷道支护方法优化提供参考。计算结果表明,该矿山沿脉巷道走向普遍为南北方向,与原岩应力场中最大主应力σ₁为近似垂直关系,对巷道稳定性较为不利。巷道开挖后,应力重新分布,硐壁围岩应力降低,应力向围岩深部转移,出现巷道围岩深处局部区域应力集中。200m中段结晶灰岩围岩巷道无支护时不会发生大面积垮塌或严重的巷道变形,围岩为千枚岩时,将发生大面积垮塌和较严重的巷道收敛变形,若及时采取支护措施可在一定程度上暂时控制巷道变形,但后期要多次对断面进行修整并重新支护来减少围岩变形的影响。     

矿山地理信息系统中巷道模型的研究

在深入分析矿册测量信息的基础上,提出了组成矿井巷道的４种基本元素,然后用Ｃ＾＋＋语言描述了面向对象的矿井巷道数据模型,并分析了所包含的拓扑关系,矿井测量信息管理子系统的开发成功说明了本文所提出了数据模型和数据结构的合理性与可行性。