摘要：为解决矩形巷道角点处因应力集中容易产生受拉破坏的问题,以新驿煤矿五采区1509工作面巷道为研究对象,基于围岩松动圈理论,分别运用等效圆法和压力拱法计算得出巷道顶板松动圈范围为1.21 m和1.25 m,并对锚杆、锚索参数进行设计,确定掘进过程中采用'前探梁+锚杆+锚索+金属网'联合支护方案。数值模拟结果表明,巷道顶板、底板和两帮移近量分别为30.65、29.01、25.08 mm,锚杆未出现破断现象。数值模拟和实践证明,设计方案能够有效地控制巷道围岩变形,保持巷道的稳定性。

摘要：邱集煤矿1102工作面顶板为致密坚硬的复合灰岩顶板,基于四周固支岩梁模型,理论计算未切顶前顶板初次垮落和周期垮落步距,发现工作面推采后出现采空区大跨度悬顶等问题。为解决这一难题,分析计算合理悬顶长度,提出工作面深孔爆破闭合切顶技术;拟采用聚能爆破定向断裂顶板形成闭合贯穿裂缝,帮助采空区顶板随推采及时垮落,减小采空区悬顶长度;根据工程地质条件,针对性设计聚能预裂爆破切顶高度、切顶角度和炮孔间距,并推导出合理封堵长度计算公式,形成了一套完整的爆破切顶参数选取方案。经现场试验证明,爆破切顶后,相邻炮孔间裂缝贯通形成闭合切缝面,采空区悬顶沿闭合切缝面及时垮落,复合顶板初次垮落步距从45m降低为24m,周期垮落步距从19m降低为11m,分别降低了46.6%和42.1%,垮落效果良好,可为类似地质条件下解决大跨度悬顶问题提供参考。

摘要：马头门是矿井的咽喉部位,马头门井壁破裂如不及时修复治理容易造成严重危害。在全深冻结软岩井筒中马头门位置断裂修复困难,传统的型钢井圈加固方法不再适用。针对马头门井壁破裂修复问题,根据实际工程中地质条件和破裂情况,分析了马头门井壁破坏机理;同时结合马头门井壁受力情况,研发了适用于马头门部位井筒修复的铠甲支护技术,并制定了合理的修复治理设计方案。

摘要：为掌握钢管混凝土拱架套管节点压弯力学特性,考虑核心混凝土强度等级、套管长度、套管壁厚、套管间隙4个影响因素,设计了正交试验方案。采用ABAQUS开展了数值试验,并通过室内试验进行了验证;分析了套管节点偏压作用下的运动及受力变形模式;得到了套管试件的Mu-Nu曲线,拟合了试件的压弯承载力表达式;对极限承载力的正交分析发现,核心混凝土强度、套管长度分别是影响试件轴压承载力和抗弯承载力的主要因素,其他因素的影响很小;套管节点的存在使试件的轴压承载力降低30%左右,也使试件的抗压弯综合能力降低,且套管越短,降低越明显。

摘要：软岩巷道在建设过程中常常出现大变形现象,极易造成锚杆与围岩之间变形不协调而使锚杆过早屈服破坏,严重影响矿井生产的安全及效率。为了更好支护软岩巷道,提出一种全长黏结大变形让压锚杆,相较于普通锚杆,该锚杆可以提供较大让压距离和连续工作阻力。首先,介绍了该锚杆的主要结构特点,分析了工作原理,指出其工作全过程分为弹性变形阶段、让压变形阶段及极限变形阶段;然后,通过理论分析得到波纹套筒阻力计算公式,研究了各参数对阻力大小的影响;最后,通过室内拉拔试验对该锚杆波纹套筒阻力值进行测试,试验结果表明理论计算结果与实测数据误差为7.4%,两者吻合度较好。

摘要：目的:基于常用的数值模拟软件FLAC^(3D)进行二次开发,弥补现有数值模拟方法的缺陷,提出一种准确有效的隧道/巷道拱架支护数值模拟方法。创新点:1.引入抗弯和抗压能力的相关性,改进梁单元压弯极限判据;2.通过FISH语言编程,实现梁单元修正和拱架精确模拟。方法:1.通过对FLAC^(3D)中梁单元支撑理论的分析,明确其存在的缺陷,并利用算例进行证实(图4~6);2.基于传统强度理论,对梁单元现有压弯极限判据进行改进(图7和8);3.通过FISH语言编程,实现梁单元修正模型嵌入(图9);4.通过算例分析,对新模拟方法的效果进行验证(图10和13)。结论:1.改进了梁单元压弯极限判据,通过FISH语言编程实现了梁单元的修正及拱架屈服失效的模拟。2.构件压弯试验和巷道拱架支护实例分析表明:修正模型体现了在压弯组合荷载作用下梁单元屈服时弯矩和轴力的相关性;实现程序是有效的且灵敏度较高;提出的新模拟方法使计算偏差得到有效压制,拱架模型呈现出的力学行为及围岩支护作用更加接近实际,计算精度和设计可靠度更高。

摘要：为厘清钢管混凝土拱架支护的发展脉络,全面掌握其应用及研究现状,首先对常规U型钢拱架支护现状及问题进行了分析和评述,明确了钢管混凝土拱架支护技术的产生和发展背景。在此基础上,分别从基本原理、现场实践、力学试验、数值模拟、理论计算等方面对发展现状进行了详细分析和阐述。最后,总结了钢管混凝土拱架支护目前的发展形势及显著优势、存在的理论和技术问题及下一步研究重点。主要结论显示:1以2000年为界,可将钢管混凝土拱架支护发展大致分为尝试性实践阶段和研究应用阶段,十余年来发展愈发迅速且获得了良好的支护效果及经济效益反馈;2开展了上百次拱架及构件力学试验,初步掌握了其宏观承载特性,但对承载失效机理的认识尚待深入,同时缺少统一的试验规范;3拱架承载力计算采用轴压极限承载判据,不能满足精度要求;4拱架-围岩相互作用等理论问题及部分关键技术难题,使钢管混凝土拱架支护体系设计理论尚不完善,目前设计施工仍以经验为主。

摘要：为把握软岩地质条件下,巷道中钢管混凝土拱架支护理论和技术的发展现状,概述了近年来软岩巷道钢管混凝土拱架的发展历程,评析了钢管混凝土拱架支护的技术特点,总结了目前面临的拱架截面强度判据、拱架整体变形失稳机制、拱架承载力计算方法、软岩巷道拱架支护体系失效机理与耦合支护理论等方面的问题。提出了对应的解决思路:通过压弯试验建立拱架截面强度破坏判据;用试验加载控制系统再现软岩巷道围岩压力演化过程,研究拱架变形失稳机制和拱架承载力计算理论;以支护构件力学特性及支护-围岩相互作用的模拟为重点,构建支护体系精细化数值模拟平台;通过数值模拟与现场结合,研究渐进失效和耦合抑止机理,提出耦合支护设计方法。

摘要：针对传统采煤工艺在缓斜中厚煤层应用中煤炭采出率低及采掘接续紧张等问题,结合郭屯煤矿4302工作面地质条件,提出采用顺拉方式设计工作面的施工方案。首先对工作面回采巷道布置、生产系统等进行了合理设计;其次优化设备选型,改进原运输机缺陷;最后对缓斜煤层倾角影响下的俯采角度控制、设备防护等问题提出了针对性工艺及措施。

摘要：为优化地铁暗挖车站支护参数,提供设计依据,明确锚杆在不同预应力下支护效果的差异,采用FLAC3D建立隧道数值模型,通过锚固剂和link参数分段赋值处理实现锚杆托盘段、自由段、锚固段模拟,并赋予预应力,以某地铁6号线暗挖车站为分析对象,与常规非预应力锚杆进行对比,结合现场应用与现场监测进行结果反馈。数值计算结果显示:1)锚杆预应力使围岩拉应力区显著减小或消失,塑性区减小;2)改善围岩应力状态的主动支护作用明显;3)当预应力达到40 k N以上时,拱顶塑性区消失,边墙最大拉应力为36.3 k Pa;4)当预应力为80 k N时效果显著,拱顶无塑性区,边墙最大拉应力减小到13.9 k Pa;5)现场监测数据显示,格栅钢架最大压应力为34 MPa,混凝土最大压应变为249με,拱顶最大沉降为2.3 mm,在预应力锚杆支护下隧道安全稳定。