围岩松动圈

摘要： 针对本煤层抽采钻孔封孔深度问题,以小庄煤矿40205工作面泄水巷、40307运顺巷道和40309回顺巷道为工程背景,采用钻孔成像仪进行钻孔窥视及理论分析,研究了巷道围岩松动圈的裂隙结构特征。结果表明,工作面巷道围岩内裂隙发育程度及分布规律受采动影响较大,受采动影响区域较未受采动影响区域裂隙更为发育,裂纹更多,孔壁平滑区域更为深入;测定了工作面巷道围岩松动圈范围,未受采动影响区域的巷道松动圈范围4.00~4.50 m,受采动影响区域的巷道松动圈范围扩大到9 m左右。基于此,得到了本煤层抽采钻孔封孔深度的建议范围,对提高本煤层瓦斯抽采效率具有重要意义。

摘要： 针对回采工作面单体支柱超前支护存在支护强度不足、工人劳动强度大等问题,提出了采用超前锚索主动支护替代原有的单体支柱被动支护的技术方案,并针对协庄煤矿三心拱巷道建立了围岩变形预计模型,通过理论分析得到了巷道合理超前支承力为0.83 MN,而超前锚索支承力可达到1.52 MN,满足超前支护需要;确定了巷道超前支护技术参数为:顶板每排布置3根22.0 mm×8300 mm超前锚索,排距1000 mm;在协庄煤矿11101工作面回风巷进行了应用,并在工作面推进过程中检测了超前支护段的围岩松动圈、围岩变形及锚索受力等参数,得到超前支护范围内围岩变形较小,围岩稳定,且锚索工作阻力仅达到抗拉强度35%左右,验证了超前锚索支护的可行性,改善了超前支护作业环境。研究不仅可以指导本矿其他工作面超前支护,也可以在其他类似矿井推广使用。

摘要： 我国煤矿回采工作面综合机械化水平显著提高并向自动化、少人化与智能化发展,在保障煤炭回采安全性与生产效率的同时,对两巷超前段支护模式提出了新的要求。以枣庄矿区高庄煤矿3_(上)705不规则工作面辅助运输巷为研究对象,提出了厚煤层沿空巷道主动式超前支护技术思路:巷道掘进期间,基于围岩结构松动圈发育规律对巷道围岩质量进行评估,并结合巷道地质条件设计锚杆(索)主动式超前支护技术参数;工作面回采期间,对试验巷道的矿压显现规律进行动态监测,对围岩松动圈发育程度进行量化分析,验证支护思路的技术可行性。工程应用结果表明:巷道顶板最大移近量为137 mm,两帮最大移近量为452 mm,锚索受力变化量最大为56 kN;主动式超前支护可显著提高围岩结构完整性。该主动式超前支护技术一方面确保了高庄煤矿3上705工作面回采期间安全,降低了工人劳动强度,并对类似条件下回采巷道超前段支护模式选择具有参考价值;另一方面进一步完善与丰富了煤矿智能化开采技术内涵,利于实现煤炭资源的安全高效可持续开发。

摘要： 为确定赵固二矿14040下顺槽底抽巷围岩松动圈范围,采用CXK12(A)-Z矿用本安型钻孔成像仪对巷道围岩松动圈进行测定。测定结果表明,14040下顺槽底抽巷整体围岩松动圈深度在2.8~3.8 m,瓦斯抽采孔封孔深度应大于4 m,以防止漏气现象发生,提高抽采效果。对于围岩松动圈较深、抽采钻孔封孔难度大的区段,采取壁后注浆加固等措施,改善巷道围岩条件,在提升巷道支护强度的同时能够有效保证瓦斯抽采效率。

摘要： 针对山西省吉宁煤矿2103高应力综采沿空巷道帮部非对称变形、顶板下沉严重等矿压显现突出及围岩体破碎的问题,以巷道围岩松散破碎的超声波探测为依据,在原有支护形式的基础上进行了支护形式及参数优化.其中,临空侧采用高强蛇形让压锚杆配合锚索,实体煤侧采用玻璃钢锚杆,顶板采用锚网索配合JW型护表钢带的联合支护形式.巷道锚杆受力、围岩变形量及围岩裂隙发育的钻孔成像监测结果表明,不仅高应力综采沿空非对称变形得到有效控制,而且较原支护形式下的巷道围岩变形量其降低幅度达到50％,进一步验证了优化后的支护形式对高应力综采沿空巷道围岩的控制作用.研究结果可为相似地质条件及开采技术条件下高应力综采非对称变形巷道围岩的支护设计提供参考.

摘要： 研究围岩松动圈的目的是指导地下工程的设计与施工,相比于现场实测和数值模拟分析,理论计算围岩松动圈更为方便快捷.综述了2种主要的松动圈理论计算方法——强度准则法和数学模型法.强度准则法以Mohr-Coulomb准则、Hoek-Brown准则和Druker-Prager准则为主,普遍经塑性区半径推导、松动区与塑性区界分和岩石强度参数修正可得到较准确的松动圈半径,其关键在于松动区的边界条件和岩石软化方法,并建议以应力梯度作为边界条件和以参数反演修正岩石参数进行计算,同时也简要评述了以动静力学思路和统一强度准则为基础的松动圈计算.数学模型法主要是基于对松动圈影响因素的研究,常采用神经网络模型和支持向量机模型,以及未确知聚类模型和多元回归函数拟合等,其关键在于松动圈影响因素的选择和建模选型.松动圈影响因素选择的重点在于次要因素,而建模选型在于引入其他模型对原有模型的核心元素进行寻优.建议应因地制宜地选择影响因素或引入灰色预测模型,同时必须经本地数据库训练修正后使模型达到最佳.实际工程中,由于强度准则法基于均质岩体中静水应力作用下的圆形巷道模型,巷道半径和侧应力系数取值及岩性不均一将会严重影响计算精度;数学模型法受制于影响因素考虑不足及现有数据库噪声等条件而难以提高预测精度.结合围岩松动圈实测技术,由于受众多因素影响,巷道同一横断面内、同一巷道相邻地段的松动圈均在一定范围内波动,故任何非实测方法均不能精确预测松动圈厚度.在工程应用中,不主张在难以符合强度准则法的假设条件或者数学模型中未知的次要因素影响较大的条件下采用计算的方法确定松动圈厚度.后续研究可从新强度准则推导或多个单预测模型相结合与数据等维等方面进行,同时应关注在深部多种地质条件下松动圈的理论计算以及矩形和其它非规则形状巷道松动圈的理论计算,并提高预测精度.

摘要： 目前,我国的经济在迅猛发展,社会在不断进步,为解决深井高应力软弱巷道大变形破坏的支护难题,采用理论分析、数值模拟、室内试验、现场测试等综合研究方法对巷道破坏特征与变形机理进行分析研究。针对矿山千米深井、软岩、采动影响道围岩大变形难题,结合相关工程背景,分析了巷道变形、支护构件失效原因。

摘要： 为了对巷道进行有效支护以确保巷道的稳定性,基于告成煤矿23041下顺槽实际工程情况,对滑动构造区煤巷围岩松动圈发育范围进行定性分析,采用FLAC3D模拟得出23041下顺槽在现有支护体系中围岩松动圈的发育范围,并模拟不同水平应力、支护方式、护表强度对松动圈的影响.

摘要： 针对中老铁路穿越琅勃拉邦缝合带引发的隧道大变形问题,采用室内外试验、数值模拟等方法,研究缝合带内5座隧道的围岩强度、地应力场分布规律、围岩松动圈范围以及隧道宏观变形破坏特征,提出相应的变形控制措施.试验结果表明:隧道群岩石平均单轴抗压强度约12.7 MPa,采用广义Hoek-Brown屈服准则换算得到岩体平均抗压强度约1.67 MPa;空心包体应力解除法测得隧道群最大主应力均为水平方向,且与隧线方向大角度相交,最大与最小主应力之比均大于1.5;声波法测得围岩松动圈范围为5.5～7.0 m,超过隧道洞跨的0.65倍;围岩变形最大水平收敛达600 mm以上,相比同类隧道,隧道群的变形量更大、变形速率更高且水平挤压收敛变形更为突出.数值模拟进一步揭示,隧道群围岩变形具有显著的非线性和非对称性特征,会进一步加剧隧道围岩大变形的发生.为此,提出隧道变形控制措施以调整隧道断面结构形式、改变施工工法及台阶长度、优化锚杆间距和方位以及加强拱架和锁脚强度为主.

摘要： 隧道开挖后,围岩应力将逐步释放,此时围岩变形增大、压力减小,若能有效确定隧道初期支护最佳施作时机,则既可充分发挥围岩自承能力减小支护结构强度,又可控制围岩变形,确保施工安全.以围岩拉应变达到岩体极限拉应变、围岩开始产生松动圈作为初期支护的最佳施作时机,建立了基于松动圈理论的隧道初期支护施作时机确定理论.运用Midas GTS有限元计算软件,分析各级围岩在应力释放全过程中围岩应力、应变、位移及松动圈的变化规律,确定Ⅲ级、Ⅳ级和Ⅴ级围岩在应力释放分别达到60％、40％和20％时是施作初期支护的最佳时机.

摘要： 通过数值模拟研究了断层构造对巷道围岩松动圈的影响规律,分析了巷道围岩松动圈稳定性与断层赋存的关系,得出了断层距巷道的距离对巷道围岩松动圈范围的变化规律.研究结果表明,断层对巷道围岩松动圈的影响随着巷道距断层的距离不断增大而不断减小;巷道离断层越近,受到的影响就越大;断层的存在影响了巷道开挖后围岩的应力集中现象,由于巷道开挖时使断层发生了小范围的滑移,而断层的滑移又加剧了巷道周边的应力集中现象,最终使巷道围岩松动圈的范围扩大,影响了巷道的稳定性.

摘要： 在沪昆高铁贵州段小高山隧道处,新建以0.5m的净距正交下穿小高山隧道的泄水隧洞.考虑泄水隧道爆破开挖过程中,对已建成的高铁隧道影响,采用超声波测试技术监测小高山隧道围岩松动圈的变化,系统研究了多次爆破作用下隧道围岩变化规律,准确确定出松动圈的范围,有助于工程中合理地设计断面形状及爆破方案、采用恰当的支护系统,具有重要的理论意义和工程价值.

摘要： 国道G214线姜路岭隧道为典型的高海拔炭质页岩隧道,隧道开挖和初期支护施做后,变形快、变形大、持续时间长,本文以该隧道为依托工程开展研究,通过声波法和埋设多点位移计法测试深部围岩波速分布规律以及深部围岩位移变化分布规律,进而获得炭质页岩隧道围岩松动圈,以达到指导炭质页岩隧道围岩压力计算、系统锚杆设计以及控制变形的目的,对类似工程具有借鉴和指导意义.

摘要： 岩体的完整性,决定了其物理力学参数,而岩体的声波波速与岩体的物理力学性质密切相关,基于单孔超声波法进行了围岩松动圈测试,通过以水作为探头与围岩的耦合介质,获得了声波在水岩混合介质中的传播速度,并与声波在水中传播速度比较判别介质耦合情况,若测孔内声波波速低于水中的声波波速,即表明介质水未完全填充探头与岩壁之间的空隙,进而可以判断围岩松动圈边界;通过测试确定钻孔中围岩松动圈分界层,减去探头端部的长度,即可得到松动圈厚度大小,进而确定顶底板的围岩质量;围岩的应力释放和变形程度影响松动圈厚度值,顶部钻孔松动圈厚度测试结果小于两侧,且分层明显,表明顶部围岩相对于两侧围岩应力重分布更早、更快,表明底部及两侧围岩应力释放及变形尚在进行.

摘要： 本文介绍了钻孔窥视仪的基本操作，并结合工程说明在围岩松动圈测试中的应用，取得了较好的测试效果，根据巷道围岩松动圈支护理论制定了巷道支护方案，经后期观测，支护效果显著。并就目前该仪器存在的一些问题进行了探讨。

摘要： 研究松动圈的范围和分布特征是地下洞室围岩稳定分析的重要问题之一,能为设计和施工方案制定提供重要依据.通过分析监测位移信息,尤其非规则、缺失较多数据及开挖前期短期数据,研究了其在时间和空间上的动力学特性,采用非线性动力-尖点突变模型,建立围岩稳定位移判据方法,提出测杆处的围岩松动边界h及松动最大影响深度概念及确定方法,以h或hm.为一维序列,考虑工程岩体开挖过程中诸多影响因素,通过数学模型反演得到整个开挖地下洞室的围岩松动圈及围岩松动最大影响范围.实例验证了围岩松动圈位移评价方法的可行性,能及时、有效地利用监测信息,为准确分析围岩稳定性提供新思路.

摘要： 松动圈厚度是岩体强度、岩体结构、弱面影响、围岩风化、水、自重应力构造应力等诸多因素在开巷后互相作用的产物,是一个多因素综合性的指标.在地质雷达探测结果的基础上对这些巷道围岩最终稳定了的松动圈值进行进行预计,为巷道分类及支护参数的设计提供了围岩最终稳定了的松动圈的依据.

摘要： 围岩松动圈的测定对分析围岩稳定性和确定支护参数具有重要意义.文章以现场超声波测试为基础,分析了不同岩性及不同破碎程度下围岩弹性波速.通过测得的弹性波速得出了TBM施工对变质砂岩、角斑岩、花岗岩的扰动范围,将扰动范围与围岩完整性系数对比,得出了不同破碎程度的围岩松动圈.该结论可以为TBM设计、施工提供相应的借鉴.

摘要： 本文选用RSM-SY5智能松动圈检测仪,对红石岩煤矿403工作面巷道和爆破材料库运输巷进行巷道围岩松动圈测定,绘制了围岩纵波波速(vp)-孔深(L)关系曲线,通过对测定结果的分析,得出了围岩破坏松弛范围,为巷道的合理支护参数提供可靠的数据依据.

摘要： 巷道围岩力学性质参数取值不准,造成锚杆支护参数设计不合理，锚杆作用未能充分发挥，支护材料浪费和支护成本偏高。基于岩体力学理论、巷道围岩松动圈支护理论和锚杆支护原理，利用现场监测对锚杆支护参数进行设计，有助于充分发挥锚杆支护的优越性。针对陕西某矿巷道条件，介绍了围岩松动圈厚度和锚杆承载力的监测,并以此为依据设计锚杆参数的方法。应用表明，用此方法确定锚杆支护参数，支护效果好，降低了支护成本，为现场选择锚杆支护参数提供一种思路和方法，具有很好的推广价值。

摘要： 本发明公开了一种隧道围岩松动圈的测试方法，属于隧道施工技术领域，包括以下步骤：(1)在隧道横断面上开设有若干个测试孔；(2)每个测试孔的侧壁上开设有若干安装孔，每个安装孔内均设置有速度传感器，每一个速度传感器均与爆破振动信号采集仪电连接；(3)选取上台阶爆破时的爆破能量作为激振源，记录速度传感器记录的速度时程曲线；(4)分析每个测试孔内的速度传感器的速度峰值变化，速度衰减最大的点为围岩损伤的分界点；(5)将每个测试孔的分界点连接起来，得到围岩松动圈的损伤范围；本方法简单易行，直接利用隧道爆破产生的能量作为震源，一次爆破测试多个测试孔和多个振动速度，既得到围岩损伤的范围。

摘要： 本发明公开了一种软弱围岩松动圈测试系统与方法，旨在提高测试的精度。为此，本申请提供的软弱围岩松动圈测试系统，包括弹性囊体和流体填充装置，弹性囊体置于软弱围岩的测试钻孔内，所述弹性囊体的外壁上设有超声发射探头和超声接收探头，流体填充装置用于向所述弹性囊体内充入流体，以迫使所述弹性囊体径向膨胀，将所述超声发射探头和超声接收探头贴紧在所述测试钻孔的孔壁上，所述弹性囊体内的流体被排出后，所述弹性囊体径向收缩，带动所述超声发射探头和超声接收探头脱离所述测试钻孔的孔壁。

摘要： 本发明公开了一种隧道围岩松动圈的测试方法，属于隧道施工技术领域，包括以下步骤：(1)在隧道横断面上开设有若干个测试孔；(2)每个测试孔的侧壁上开设有若干安装孔，每个安装孔内均设置有速度传感器，每一个速度传感器均与爆破振动信号采集仪电连接；(3)选取上台阶爆破时的爆破能量作为激振源，记录速度传感器记录的速度时程曲线；(4)分析每个测试孔内的速度传感器的速度峰值变化，速度衰减最大的点为围岩损伤的分界点；(5)将每个测试孔的分界点连接起来，得到围岩松动圈的损伤范围；本方法简单易行，直接利用隧道爆破产生的能量作为震源，一次爆破测试多个测试孔和多个振动速度，既得到围岩损伤的范围。

摘要： 本发明提供一种巷道围岩松动圈测试设备及方法，其探测组件包括第一封隔器、第二封隔器以及流体释放单元，第一封隔器与第二封隔器相互间隔设置并且均能够膨胀和收缩，流体释放单元位于第一封隔器与第二封隔器之间；当第一封隔器与第二封隔器均收缩时，探测组件能够沿巷道钻孔的轴向移动；监测组件包括流量监测单元，流量监测单元配置为能够实时监测加压流体的流量；探测组件还包括沿巷道钻孔的轴向延伸的刻度杆，当巷道围岩松动圈测试设备测试松动圈的范围时，刻度杆的一端伸入巷道钻孔中且另一端位于巷道钻孔外。本发明实施例的巷道围岩松动圈测试设备具有测试成本低、测试灵活度高、精度高、适用性广的优点。

摘要： 本发明涉及隧道岩体检测技术领域，具体公开了一种软弱破碎岩体隧道孔壁稳定装置及围岩松动圈检测装置。该装置包括：至少两个保持气囊；第一气管，与各保持气囊均连通，用于向各保持气囊充气；至少一个伸缩气囊，相邻的两个保持气囊之间均设置有伸缩气囊；第二气管，与各伸缩气囊均连通，用于对各伸缩气囊充气和抽气，伸缩气囊用于在充气时拉伸以填充相邻的两个保持气囊之间的测试空间，在抽气时收缩以显露出相邻的两个保持气囊之间的测试空间。本发明通过保持气囊和伸缩气囊，保持测试孔孔壁稳定，采用分段式声波测试方法，每一固定深度孔壁只在该段测试的时间段无气囊支护，从而实现利用单一孔在软弱破碎岩体隧道围岩松动圈测试中的重复使用。

摘要： 本发明公开了一种隧道施工围岩松动圈变形自动监测预警装置，涉及隧道施工预警技术领域，包括预警装置本体，所述预警装置本体的底部活动连接有支脚，所述预警装置本体的顶部一端固定安装有警报器，所述预警装置本体的一侧上方固定连接有警示灯，所述预警装置本体的一侧下方固定连接有水准仪，所述预警装置本体的外表面固定安装有控制模块。本发明通过采用吸盘和限制块的配合，吸盘扩大支脚与地面的接触面积，同时提高支脚对地面的吸附力，限制块在T型杆受压时挤压地面，使尖锐部与地面充分接触提高抓地力，防止预警装置倾倒，解决了预警装置在不平稳地面容易倾倒的问题，达到了防止预警装置倾倒的效果。

摘要： 本发明公开了一种利用微震信号测量隧道围岩松动圈深度的装置及方法，装置包括微震传感器、传感器布置与固定装置、微震信号激发装置、微震信号时频分析装置；传感器布置与固定装置包括多功能杆、气囊、充气装置、导管和信号传输电缆；多个微震传感器可灵活布置于多功能杆，将多功能杆插入测试孔中，采用充气装置使孔内气囊充气膨胀，通过向多功能杆施加压力使微震传感器与围岩紧密接触；微震信号激发装置用于孔口周边围岩表面产生震动波向孔内传播；微震信号时频分析装置用于梅尔时频声纹图自动生成与实时辨识。方法为采用预训练AST深度学习模型实时辨识松动圈与完整围岩之间的声纹图特征的差异，实现深部隧道围岩松动圈高效精准测量。

摘要： 本发明公开了用于双孔法测隧道围岩松动圈厚度的测试装置，包括两个结构相同的测试探杆，两个测试探杆一端连接测试探头，测试探头外侧包裹有柔性水囊，柔性水囊连接有注水管；还包括测试采集分析仪，测试采集分析仪通过数据传输线分别连接两个测试探头；测试时将装置放入声波测试孔，并及时涂抹耦合剂，通过测试采集分析仪控制向柔性水囊内注水，直至与待测孔紧密贴合，启动测试采集分析仪进行测试，记录待测孔每一深度下的波速，最后根据测孔内波速随深度变化曲线确定围岩松动圈厚度；本发明还公开了双孔法测隧道围岩松动圈厚度的测试方法；解决测孔中因水分流失造成测试失败的问题，也解决了目前双孔法测试中测试效率不高的问题。

摘要： 本实用新型涉及一种钻孔摄像与围岩松动圈监测两用仪器，包括本体、摄像组件、封水套组件、中部信号接收部件、尾部信号接收部件、信号发射部件及监控装置，摄像组件设置在本体中段内，包括：探照灯、360°全景摄像头；封水套组件包括：两个封水套及进水管，本体尾段在两封水套之间的位置设置有封水进水口；封水进水口连接一穿设在本体尾段内的进水管，进水管的另一端从洞孔伸出连接水源；中部信号接收部件及尾部信号接收部件与监控装置通过信号传输线连接，接收信号发射部件发送的信号并将信号发送给监控装置。该钻孔摄像与围岩松动圈监测两用仪器将钻孔摄像与围岩松动圈监测一体化，节省了监测程序，提高了工作效率。

摘要： 本实用新型涉及隧道围岩松动圈技术领域，且公开了一种防护效果好的隧道围岩松动圈测量装置，包括壳体，壳体的前侧固定安装有测量装置本体，壳体的上方设置有固定板，固定板的顶部通过三组等距设置的紧固螺栓固定在隧道的墙体上，固定板的左右两侧均固定连接有一组用于固定壳体位置的凹型板，凹型板的底部固定安装在壳体的顶部。该隧道围岩松动圈测量装置，通过设置定位螺杆和连接板相配合，使得连接板带动两组定位块下降，同时定位块通过导向柱带动梯形块下降，并设置调节轮和滑杆，以使梯形块推动调节轮水平运动，以使滑杆进入滑槽，从而稳固凹型板与固定板之间的位置关系，提高了装置的稳定性。