围岩应力

摘要： 复杂地形巷道围岩现场地质条件复杂,难以获取巷道围岩和支护的应力、变形及破坏之间的相互关系及作用规律。因此,分析了巷道围岩应力的规律,推导了各种水平应力条件围岩应力的分布规律和特点,并构建了锚杆支护理论模型,通过分析内部侧压系数、外部预应力、内部弹性模量和对锚索长度的支护影响,为巷道开挖后围岩稳定控制的锚杆支护提供理论与实践参考。

摘要： 地下厂房的洞室变形和应力监测基本能够较全面地反映围岩变形情况、支护锚杆及锚索的工作状况。围岩应力、锚索荷载在地下厂房洞室开挖和支护初期的增加间接验证了围岩变形监测成果,在时间和空间上具有较好的关联性。地下洞室的首层开挖对顶拱变形较大,第一、二层的开挖对拱脚和边墙的变形影响较大,位移增量区域均存在向低高程(开挖面)下移、扩展的趋势,而远离开挖面高程的区域位移增量逐渐减小。阐述了对某水电站地下厂房开挖初期监测成果进行的分析。

摘要： 对于近距离煤层群,上煤层开采后底板的变形破坏和应力分布情况是影响下煤层回采巷道布置的关键因素。矿井浅部资源回收时,通过理论分析和数值模拟,对某矿9煤巷道在掘进过程中是否受到上位7煤回采工作面产生的超前支承应力和侧向支承应力的影响展开研究,对实现矿井安全开采和经济开采具有重要意义。

摘要： 以淮南矿区丁集矿西三采区地质条件为背景,采用FLAC3D计算软件对深井软岩巷道全长锚固支护条件下围岩稳定性进行模拟计算,获得不同围岩应力和支护强度作用下巷道围岩稳定性影响规律。得知,随着围岩应力环境增大,巷道顶帮下沉量和底板底鼓量增大,巷道顶底板变形位围岩移量变化趋势与巷道两帮变形趋势基本一致,在10 MPa围岩环境中,锚杆支护排距以800 mm×800 mm较优。研究结果可为深埋回采巷道锚杆支护的设计与施工提供了一定的参考。

摘要： 随着煤矿开采深度的加大,侏罗纪煤层向石炭纪煤层倾斜,运输巷道和回风巷道也在逐渐的变长,保证回采设备的安全稳装,切眼工作面的开口、贯通、二次开口扩帮的巷道支护设计显得尤为重要。对燕子山矿C3煤层8212工作面开切眼巷道支护设计进行研究,考虑在遇到断层、上覆采空区及过25 m的煤柱压力区时,出现钢带断裂的情况,对专用锚杆轴力动态监测,通过ABAQUS数值模拟软件对切眼工作面在第1次掘进贯通时无支护条件下和有支护条件下的围岩应力、应变分析,之后在进行切眼工作面在第2次扩帮时以相同的方法进行分析比较。通过现场实测结果分析,与支护条件下数值模拟变形量的结果基本相似,及时调整锚索网的支护设计方案,保证了开切眼的稳定,可为相同地质条件下的切眼巷道提供参考。

摘要： 为提高矿井回采巷道掘进效率、提高工作面煤岩采收率等,提出将切顶卸压留巷技术应用到36031巷围岩控制中,并针对巷道围岩特征以及矿井现有施工设备情况,对切顶卸压留巷段超前支护、切顶卸压以及采空区段加固参数等进行详细设计。现场应用后,留巷段顶板、巷帮变形量分别控制在35 mm、156 mm以内,采面可多回收约10万t煤炭,直接创造经济效益约5700万元,取得较为显著的应用成果。

摘要： 围岩应力可表征围岩稳定性,其理论计算模型的构建对工程建设意义重大。为研究不同净距(d)、错台高度(h_(c))对浅埋小净距错台偏压隧道围岩应力的影响,基于围岩整体滑移剪切、应力解析法建立隧道围岩应力理论计算分析模型,给出围岩应力计算表达式,结合数值仿真验证该理论的合理性,研究d或h_(c)变化对拱顶、拱脚、拱肩和拱腰围岩应力的影响,研究结果表明:围岩应力模拟值曲线与理论值曲线变化趋势一致,模拟值与理论值吻合度较高,说明该计算模型合理,理论计算可行;经参数分析,围岩应力受d及hc影响较大,整体上围岩应力随d或h_(c)的增大而减小,符合隧道实际受力规律;围岩应力受参数影响的最大范围为8 m围岩应力出现极大值,且发生在拱脚、拱肩处。

摘要： 针对复合条件下综采工作面安全过陷落柱问题,结合山西省盂县常顺煤矿实际工程地质条件,采用数值模拟揭示了9108工作面过陷落柱过程中围岩所受应力的变化分布规律。结果表明:9108工作面过陷落柱过程中围岩所受应力变化分为增大、异常增大、降低、二次增大阶段,即工作面揭露陷落柱前,工作面顶板及前方煤壁所受的应力与工作面推进距离成正比,且在即将揭露陷落柱时剧增;工作面揭露陷落柱中,陷落柱对顶板没有支撑作用,同时顶板也对陷落柱没有作用应力,工作面顶板及前方煤壁所受应力有明显的降低;工作面揭露陷落柱后,工作面顶板及前方煤壁的应力开始增大,直至达到原岩应力区以后,工作面顶板及前方煤壁所受应力开始不发生明显变化。研究成果可为同等地质条件下矿井工作面的安全高效生产提供参考。

摘要： 现有研究只是针对特定条件下的冲击显现特征进行分析,缺乏对厚硬顶板条件下煤柱诱发冲击显现的研究。针对该问题,以新疆某矿I010203工作面为研究对象,采用现场监测、数值模拟手段,分析了厚硬顶板多煤层开采条件下的工作面冲击显现特征及原因。通过分析现场监测的微震大能量事件空间分布规律、支架压力分布特征,以及数值模拟的工作面回采期间围岩应力分布特征,得出结论:工作面运输巷区域应力集中程度和微震事件密集程度均高于回风巷区域,顶板与煤层区域应力集中程度与微震事件密集程度大于底板区域。基于上述结果,采用动静载叠加诱冲理论分析了I010203工作面开采过程中煤柱型冲击显现原因:①运输巷区段煤柱上方易产生侧向悬顶,长悬顶突然破断并产生大量动载荷,同时在开采过程中煤柱和顶板积聚了大量静载荷,当两者叠加超过临界载荷时可能造成工作面冲击显现或大能量事件;I010203工作面回采过程中受煤柱集中应力、上覆顶板及围岩支承应力等主控因素影响,易产生煤柱型、厚硬顶板垮落型冲击显现。②当工作面回采位置逐渐接近“刀把形”采空区边界时,边界应力向下传递至I010203工作面,从而导致I010203工作面冲击危险性进一步增大。

摘要： 根据寸草塔31204综放工作面回采巷道的地质及生产技术条件建立了FLAC3D数值计算模型,得到两顺槽在采掘影响下的围岩应力分布、顶板垂直位移和塑性区发育特征,得出超前支承压力与侧向支承压力的叠加效果决定了回采巷道超前支护强度与支护范围。其中,运输顺槽(实体煤巷道)的超前支护强度、支护距离均小于辅运顺槽(沿空侧巷道)。

摘要： 隧道围岩应力及位移计算问题是隧道工程界中传统研究课题之一,但黄土抗拉强度在黄土隧道围岩应力及位移计算中存在的影响需要进行合理性评价.基于建立的可综合考虑黄土抗拉和抗剪特性的联合强度,开展了极限应力平衡分析,重新推导了强度破坏曲线的主应力表达式;然后重新确定了轴对称圆形隧道条件下黄土围岩塑性区半径;最后得到了隧道周边黄土围岩位移表达式.研究结果表明:在围岩塑性区应力计算与比较中,基于联合强度确定的围岩塑性区应力小于基于传统的Mohr-Coulomb理论确定的围岩塑性区应力,而塑性区半径和隧道周边围岩位移相对较大;基于拉强度建立的联合强度理论克服了Mohr-Coulomb理论高估黄土抗拉强度的缺陷,可以合理评价黄土隧道围岩应力及位移.

摘要： 为探讨深部开采侧压系数与采动应力、覆岩裂隙之间的关系,基于淮南矿区地质资料和原始地应力测试结果,综合了数值模拟、理论分析及现场工程实践等方法,分析了侧压系数在0.5、1.0、1.5三种情况下采场围岩应力演化规律及覆岩移动变形特征.研究表明,侧压系数影响着煤层顶底板塑性区发育特征,覆岩高位岩层内部的拉伸压剪变形区的发育高度和发育范围随着侧压系数增加而逐渐减小,而剪切变形区域有所扩大;工作面直接底均形成拉伸压剪变形区域,随着侧压系数不断增大,老底范围内的拉伸变形区逐步减小.沿采场走向方向超前支承压力峰值在侧压系数为1.0时达到最大,采场侧向支承压力峰值随着侧压系数增加不断增大.研究成果对合理确定工作面开采布置方式及采取合理的矿压控制措施具有指导性,对类似条件下煤层安全开采具有一定的借鉴意义.

摘要： 杨房沟地下洞室群规模大,地应力、陡倾角优势结构面、地下厂房纵轴线三者空间组合关系较为不利.在地下厂房开挖过程中先后出现了围岩应力型破坏、结构面控制的坍塌破坏、岩体蚀变影响带承载力偏低、母线洞环向裂缝等典型岩石力学问题.基于工程经验类比和现场地质调查,制定了花岗闪长岩的围岩启裂强度标准,并结合离散元数值方法对洞室开挖的围岩应力集中程度和高应力破坏风险进行了分析预测;针对缓倾结构面引起的顶拱坍塌破坏问题开展数值反馈分析,确定了加强支护措施及范围;针对岩体蚀变影响带问题深入开展分析研究,系统形成了地下厂房岩体蚀变影响带的现场识别、快速评估及控制措施体系;针对母线洞环向开裂问题,重点分析了其成因机制,包括受地应力格局、多洞室空间交叉结构体型、顺洞向陡倾优势结构面等不利因素共同影响,并基于此研究拟订了针对性的加强支护方案.研究表明,大型地下洞室围岩的稳定问题通常较为复杂,在施工期依据施工地质、监测成果和数值模拟计算相结合的反馈分析手段,不仅能够解释各类围岩变形破坏机制,而且能够为动态优化设计提供重要参考依据.

摘要： 现有隧道力学模式及分析常采均质等向方式描述岩体力学特性,对于岩体中不达续面空间分布与力学特性考量不足,难以有效模拟岩栓束制节理面变形特性的影响,以致岩栓支撑功效被大幅低估.本文基于一非线性规则节理岩体组成模式,透遇数值模拟途径探讨围岩应力状态及节理面剪胀效应对岩栓支撑功效的影响.研究结果显示,节理面的剪胀效应可有效加成岩栓的支撑功效,且在低应力状态下最为明显.低覆盖压力时,节理面剪胀效应较易发挥,岩栓可有效束制围岩节理面的剪位移与膨胀量,围岩较不易破坏,塑性区舆变位量减小.高覆盖压力时,岩楔较不易滑动,岩材破坏比例升高,岩栓透过节理剪胀效应抑制岩楔滑动的支撑功效相对较不明显.

摘要： 为揭示极松散煤层巷道围岩流变控制机理,以新郑煤电12205运输巷为工程背景,设计了大比例尺三维锚固体模型试验系统,研究了低预应力锚杆配合塑料网护表、高预应力锚杆配合塑料网与编织网联合护表两种流变控制条件下,巷道经受掘进、采动影响过程中围岩应力、锚杆锚固力、围岩体变形的演化规律.研究结果表明:掘进影响下巷道浅部0～1.64m范围内围岩主应力出现不同程度的降低,大于1.64m范围的围岩应力小幅度增大.而采动影响作用下围岩进入流变破坏阶段,锚杆群之间围岩作为锚固作用薄弱区,形成类似"蝶形"的变形突出区域.第一种流变控制条件下,浅部围岩破碎、局部流失,锚杆轴力在急剧升高之后缓慢下降;而在第二种流变控制条件下,围岩完整性良好,锚杆轴力急剧升高之后稳步增加,采动影响过后巷道围岩整体位移量减少31.9％％,流变控制效果提升明显.基于研究成果,提出了极松散煤体流变控制技术.

摘要： 随着经济建设的不断发展，与水利资源开发有关的深部岩体工程越来越多。正确认识岩体所处的实际应力环境,特别是开挖卸荷区关键部位的应力状态,对地下工程开挖稳定性分析至关重要.采用表面应力解除法测量地下洞室开挖卸荷区洞壁关键部位的应力状态,只要在洞壁待测部位凿3个以上不同方向的窄缝,测量由切缝引起的变形,就可测定此洞壁关键部位上的二维应力状态.通过采用数值模拟方法对测试过程进行模拟论证,二者结果吻合较好且表明:地下洞室开挖洞壁围岩受爆破荷载、爆后岩体应力场调整等多种因素影响,围岩的动态卸荷效应是显著的.试验布置在锦屏二级水电站4#引水发电洞(<1#辅引洞上游侧)，由于洞室受爆破施工影响，洞壁岩体完整性较差，测试前选择相对完整的洞段进行布缝，也对洞壁进行了清理。布置4处共12个解除缝，通过确定各解除缝的法向应力来定量评价引水洞壁表面应力状态。

摘要： 本文以赵固二矿二1煤层为研究背景,研究了大采高沿空掘巷围岩应力状态与力学特征、掘进和采动影响期间围岩变形与稳定性的动态演化规律,分析了煤柱尺寸效应及影响机理.并建立了大采高沿空巷道不同煤柱宽度FLAC3D三维数值模型,较真实地模拟了巷道支护结构与沿空巷道力学状态演化,研究得出在当前地质赋存和工程技术条件下,煤柱宽度为5m时围岩变形量最小,宽度为3m时次之,而煤柱宽度较大时(8m和11m)围岩变形量相对较大,通过综合分析优化该工程地质条件下沿空巷道煤柱尺寸合理煤柱宽度为5m,为相似条件下沿空巷道布置与煤柱优化提供了可靠依据.

摘要： 巷道底鼓是制约煤矿安全高效生产的重要问题.为了解决布尔台矿巷道底鼓的难题,针对布尔台矿巷道底鼓的类型和现场实测结果,分析了巷道发生底鼓的影响因素,认为采动影响叠加产生的高应力是布尔台矿巷道底鼓的主要原因.结合底鼓的主要影响因素和钻孔卸压理论,提出双排平行深孔卸压技术,数值模拟结果表明该技术能够释放和转移浅部围岩应力,起到控制底鼓的作用.布尔台矿现场试验表明:双排平行深孔卸压技术能够起到卸压效果,控制巷道底鼓效果良好.双排平行深孔卸压技术能够为类似条件下的高应力巷道底鼓控制问题提供借鉴和参考.

摘要： 针对门克庆煤矿3-1煤2盘区泄水巷埋深大(705m)、巷道围岩稳定性差、受多次采动影响的特点,运用FLAC3D数值模拟分析,掌握了巷道开挖后顶板变形变化、围岩应力与塑性区范围分布特点,为支护参数选择提供了理论依据和基础数据,并以此提出了锚网索联合支护设计方案.经过现场支护效果监测认为,锚网索联合支护方案对于门克庆煤矿回采巷道围岩支护效果显著.

摘要： 笔者在钻井工程领域主要研究两个方面:一个是岩石的破碎,申请的是国家青年基金;一个是井壁稳定,申请的是面上基金.把最近这段时间在岩石破碎方面取得的一些成果给大家作一个分享.可钻性是个很小的题目,可能大家关注的不是很多,但是在钻井工程中,可钻性非常重要,换一个词,可钻性研究的是岩石破碎问题.

摘要： 一种高地应力围岩隧道锚索预应力部分张拉方法，包括以下步骤：步骤一，对千斤顶(1)及油压泵进行标定，计算出与锚索40％～60％设计预应力相对应的油压表读数；步骤二，安装千斤顶(1)、工具锚(4)、夹片(3)；步骤三，开动油压泵给千斤顶(1)张拉油缸缓慢供油直至油压表设计值并稳定10分钟；步骤四，轻轻松开油压泵截止阀，卸下工具锚(4)、夹片(3)及千斤顶(1)；步骤五，用砂轮切割机切割多余钢绞线(5)，待支护变形稳定用混凝土及时封闭锚索锚头。只对锚索进行一次主动张拉至锚索设计预应力的40％～60％，避免了锚索被拉断，保障了隧道初支的安全。

摘要： 本发明公开了一种高应力区隧道围岩区域应力场的二次测试方法，包括如下步骤：1)在长埋隧道中装上m个传感器，将深埋隧道纵向划分为n段；在每段隧道的点D

摘要： 一种高地应力围岩隧道锚索预应力部分张拉方法，包括以下步骤：步骤一，对千斤顶(1)及油压泵进行标定，计算出与锚索40％～60％设计预应力相对应的油压表读数；步骤二，安装千斤顶(1)、工具锚(4)、夹片(3)；步骤三，开动油压泵给千斤顶(1)张拉油缸缓慢供油直至油压表设计值并稳定10分钟；步骤四，轻轻松开油压泵截止阀，卸下工具锚(4)、夹片(3)及千斤顶(1)；步骤五，用砂轮切割机切割多余钢绞线(5)，待支护变形稳定用混凝土及时封闭锚索锚头。只对锚索进行一次主动张拉至锚索设计预应力的40％～60％，避免了锚索被拉断，保障了隧道初支的安全。

摘要： 本实用新型提供一种开挖洞围岩内极高地应力环境下的应力释放结构，所述应力释放结构包括卸压洞和多条第一卸压孔，所述卸压洞和开挖洞分别设置在应力集中区的两侧；所述第一卸压孔由开挖洞的拐角处向应力集中区方向延伸设置且第一卸压孔的钻孔深度超过应力集中区。本实用新型所提供的应力释放结构将卸压洞作为主要应力释放结构，卸压孔作为次要应力释放结构，充分发挥两种结构的应力释放效果，改善围岩内应力分布特征，确保最大程度地释放围岩内聚集的能量，尤其是在极高地应力环境下聚集的高能量，确保洞室的安全稳定。

摘要： 本实用新型涉及巷道技术领域，提供了一种高应力巷道围岩卸压孔用预应力封孔管组件，包括中空软管，设置于所述卸压孔内，所述中空软管的第一端为封闭结构，所述中空软管的第二端设有开口；介质管，所述介质管的第一端经所述开口延伸至所述中空软管内，所述介质管的第二端位于所述中空软管外，用于与高压管相连，以向所述中空软管内通入高压介质；单向截止阀，设置于所述介质管的中部。本实用新型能够维持高应力巷道围岩卸压孔浅部不坍塌而使围岩稳定，并通过卸压孔深部的围岩自然坍塌，以达到高应力巷道围岩卸压孔深部卸压的效果。

摘要： 本发明公开了一种测定围岩应力场主应力的装置及方法，钻孔的底层位置浇筑有素水泥浆，位于素水泥浆的上层钻孔内部设置有圆柱加力体，所述圆柱加力体的外部包裹有柔性包裹层，所述柔性包裹层的内部包裹有高强金属球的环形细铁丝网，所述环形细铁丝网与钻孔孔壁之间设置有压力传感器，所述圆柱加力体的端头位置设置有锥形加载头，所述锥形加载头的底部端面中心位置焊接有传力杆，所述传力杆的另一端连接有加载杆，所述加载杆与加载设备相连。通过多次钻孔测量岩壁的致裂压力对岩壁的应力分量及主应力进行计算，同时采用了膨胀泥浆提供致裂压力，锥形加载器在压力不足时进行补充。

摘要： 本发明公开了一种考虑隧道围岩应力分布的强度应力比岩爆判据方法，包括以下步骤，步骤一：提出应力集度的概念，并给出围岩应力集度值的量化表示方法；步骤二：以大量工程岩爆实例为基础，在刻画应力场扰动和岩爆强度方面将应力集度参数与强度应力比及岩爆等级相结合，得到应力集度、强度应力比及岩爆烈度的实测数据，并将其表示在由强度应力比及应力集度所确定的二维平面内；步骤三：开展多参量表达式经验拟合，对拟合结果加以综合量化表达，建立更为准确、合理的岩爆强度应力比判据。采用本发明所提供的岩爆强度预测方法简单易行，便于实际工程采用，且具有较高的预测精度，该经验关系式可用于设计及施工的指导。

摘要： 本发明提供一种基于煤矿巷道围岩应力在线监测系统的应力状态分析方法，该方法中采用的钻孔应力在线监测系统包括若干应力传感器，若干应力传感器布置于工作面上下两巷道巷帮中部位置向煤层每间隔一定距离钻孔中的煤岩体内，应力传感器通过通讯电缆顺序与变送器、矿用传输分站、矿用传输总站、地面传输终端和计算机电连接；该方法包括步骤S1获得基于钻孔应力值的围岩应力状态指标Sf，步骤S2获得基于时间序列的围岩应力等级状态指标St，步骤S3将指标Sf和St进行结合得到最终表示围岩应力状态的无量纲量Sc，步骤S4根据无量纲量Sc和RGB颜色来综合表征工作区域钻孔应力集中情况。本申请能解决现有监测方法不全面和围岩应力状态表现力不足的问题。

摘要： 本发明公开了一种测定围岩应力场主应力的装置及方法，钻孔的底层位置浇筑有素水泥浆，位于素水泥浆的上层钻孔内部设置有圆柱加力体，所述圆柱加力体的外部包裹有柔性包裹层，所述柔性包裹层的内部包裹有高强金属球的环形细铁丝网，所述环形铁丝网与钻孔孔壁之间设置有压力传感器，所述圆柱加力体的端头位置设置有锥形加载头，所述锥形加载头的底部端面中心位置焊接有传力杆，所述传力杆的另一端连接有加载杆，所述加载杆与加载设备相连。通过多次钻孔测量岩壁的致裂压力对岩壁的应力分量及主应力进行计算，同时采用了膨胀泥浆提供致裂压力，锥形加载器在压力不足时进行补充。

摘要： 本发明公开了一种考虑隧道围岩应力分布的强度应力比岩爆判据方法，包括以下步骤，步骤一：提出应力集度的概念，并给出围岩应力集度值的量化表示方法；步骤二：以大量工程岩爆实例为基础，在刻画应力场扰动和岩爆强度方面将应力集度参数与强度应力比及岩爆等级相结合，得到应力集度、强度应力比及岩爆烈度的实测数据，并将其表示在由强度应力比及应力集度所确定的二维平面内；步骤三：开展多参量表达式经验拟合，对拟合结果加以综合量化表达，建立更为准确、合理的岩爆强度应力比判据。采用本发明所提供的岩爆强度预测方法简单易行，便于实际工程采用，且具有较高的预测精度，该经验关系式可用于设计及施工的指导。