松动圈

摘要： 针对大断面运输巷道变形严重难以控制的问题,以某矿山520中段回采巷道为工程背景,采取现场考察巷道变形破坏形态与松动圈声波测试,室内进行岩石物理力学参数测试以及理论计算分析。结果表明:该矿巷道围岩稳固性差,岩性复杂,矿山地质环境中等,松动圈范围为1.4~1.6 m,属于大松动圈Ⅳa类岩石。基于上述研究,针对巷道穿过不同地质环境提出“喷锚支护”和“超前支护”两种不同形式的围岩控制措施,初步确定支护参数。最后用FLAC^(3D)数值模拟软件对支护参数进行优化并验证其合理性,即喷锚支护(锚杆长度1.8 m)和超前支护(钢拱架间距0.6 m)能够较好地控制巷道围岩的变形与稳定。研究成果为该矿区巷道的支护设计提供了理论依据,也为类似工程的设计及施工提供借鉴思路。

摘要： 目前国内外软岩隧道施工出现了大量变形问题,软岩隧道变形过大将无法实施二次支护,因此软岩隧道施工初期支护参数的设置至关重要。本研究构建了基于统一强度理论的应变软化模型,并结合松动圈理论计算得到锚杆最优支护参数的计算方法。依托软岩隧道A的实际施工,使用数值模拟和现场监测两种方式,验证最优支护参数计算方法的有效性。结果表明:支护参数优化之后,隧道围岩松动圈的拱顶厚度减少了45.4%,边墙厚度减小了43.5%,说明施加支护措施能够有效遏制松动圈的进一步扩散,并且效果明显。研究提出的软岩大变形隧道最优支护参数设计方法在理论推演和工程应用中均有效,可为软岩隧道初期支护措施设计提供一定思路。

摘要： 吉图珲客运专线小盘岭1#~3#隧道施工,遇到碳化泥质板岩地层,由于其岩质软、节理发育、岩体破碎,围岩稳定性极差,多次发生塌方、换拱等问题。为保证隧道安全快速施工,现场采用非金属声波测试技术对围岩进行施工期快速分级和松动圈厚度确定,为隧道动态设计和信息化施工提供有力保障。(1)声波测试结果分析表明,该隧道碳化泥质板岩松动圈厚度范围在4.90~6.16 m之间;左拱腰、拱顶和右拱腰位置松动圈厚度均值分别为5.91 m、5.35 m和5.19 m。(2)围岩饱和单轴抗压强度为20.6 MPa,属于软质岩;松动圈内围岩波速平均值为1.29 km/s;松动圈外围岩波速平均值为2.06 km/s。综合判定小盘岭隧道弱~强风化碳化泥质板岩围岩等级为Ⅴ级,与现场调查结果基本一致。基于测试结果对隧道支护锚杆和注浆长度进行优化,工程实践表明优化后的锚杆支护和注浆加固效果明显。

摘要： 在工程实践过程中,由于不同深度的巷道变形特性不同,难以确定巷道的支护形式和注浆深度,将造成巷道的严重变形。针对已知矿井深度,如何确定注浆深度这一难题,利用现场测试和数值模拟方法研究了不同深度条件下的松动圈演化规律。研究结果表明:随着埋深的增加,松动圈分布大致成“蝴蝶形”分布,且巷道设计时断面越“圆滑”,其松动圈的范围就越小,相对于具有尖锐角度的巷道具有更好的稳定性。随着埋深的增加,巷道松动圈的范围逐渐增加,且增加的速度越来越快,并且松动圈与埋深之间满足y=a·e^(bx)的指数关系。根据玉溪煤矿的实际情况(埋深660 m),经现场测试和数值模拟得到断面积20 m^(2),断面形状为拱形的中央辅助运输大巷(岩巷)围岩松动圈的范围为2.7~2.9 m。研究结果对于确定相同地质条件下的矿井巷道形状,注浆深度和支护形式具有重要指导意义。

摘要： 基于Hoek-Brown准则,推导了考虑应力重分布(不考虑地下水作用)的深埋圆形隧洞弹塑性区应力位移计算公式。并对不同地质强度指标GSI、围岩类别、支护力和初始应力对围岩塑性区半径和位移的影响进行了分析。在GSI取相同值时,不论岩石的种类,初始地应力对围岩塑性区的应力和位移都有较大的影响,尤其是在初始地应力大于15 MPa时影响效果明显增大。将现场观测的围岩累计沉降值和塑性区范围与理论值计算值对比分析发现,围岩累计沉降按斜率可划分为严重扰动区、中度扰动区和微扰动区,且塑性区范围与实际观测结果较为接近,围岩剧烈变形区域集中在距围岩表面0.8 m范围内,其变形量占理论计算值的90%左右,可以为以后类似工程提供参考。

摘要： 地下水封洞库工程的主体构筑物是主洞室,洞室截面一般为直墙拱形或似马蹄形,具有跨度大、高边墙等特点,洞室开挖后形成的松动圈影响洞室稳定,同时间接增加洞壁岩体的渗透性。先对松动圈理论进行梳理,然后利用FLAC3D进行数值模拟,揭示开挖后洞室围岩最大主应力重新分布结果,最后通过工程实例对模拟结果进行验证,即墙角附近检测孔松动深度大于边墙中部检测孔松动深度,对应洞室墙角附近应力变化范围大于边墙的应力变化范围。

摘要： 近年来我国金属矿山逐步进军超千米深井开采序列,采矿过程中如遇破碎岩体,在高地应力作用下易造成深部井巷工程持续变形破坏。鑫汇金矿-1070 m巷道围岩破碎、风化严重、稳定性极差,造成巷道的掘进与支护施工难度大、成本高,同时也增加了安全隐患。为此,采用地质雷达探测和钻孔摄像相结合的方式进行了围岩松动圈检测。提出了爆破开挖后及时封闭围岩防止围岩风化的工艺措施,并通过对其施加高预紧力(300 N·m)来实现喷锚网柔性主动支护。同时提出了巷道全断面二次支护方案及措施,通过围岩注浆和协同锚固技术使围岩形成组合拱结构共同抵抗地层压力,保证了支护后期围岩稳定。鑫汇金矿生产实践表明:现场支护结束1 a来,-1070 m巷道完整良好,经济效益显著。

摘要： 福建马坑铁矿中矿段区域矿体受到贯穿逆断层影响,近断层区域岩体稳定性较差,从而导致巷道支护难度大、多次返修等问题。针对该问题,通过采用现场超声波测试,利用波速梯度最大数值作为松动圈范围判别准则,确定该巷道的松动圈范围1.6~1.8 m;结合现场踏勘、岩体质量分级与理论计算结果,提出近断层区域巷道支护方案,即树脂锚杆+金属网+喷射混凝土+钢拱架联合支护方式,树脂锚杆长2.5 m,锚杆间排距均为1.2 m,喷射混凝土厚度为100 mm,采用数值模拟方法进行支护参数优化方案与现场支护方案对比评价并开展现场工业试验,模拟结果及工业试验均表明,优化的支护方案可控制围岩变形,提高围岩自稳能力,具有良好的支护效果。

摘要： 沁水东大煤矿3101底抽巷布置在距3101工作面15~20 m底板岩层中,锚网索支护后巷道表面多处存在不同程度的变形、破坏。通过现场钻孔窥视、数值模拟、矿压监测等方法,得到巷道围岩破碎深度范围0~3 m,裂隙发育深度3~7 m,提出采用“浅部注浆+深部注浆”联合加固方案,确定浆液最佳水灰比0.8左右。注浆加固后,巷道表面位移量在合理范围内,满足正常使用要求。

摘要： 针对回采巷道在掘进､回采过程中由于原场应力以及侧向采动应力场的叠加而造成巷道顶板应力集中､支护及维护困难等问题,以古城矿1306工作面回风巷道为工程背景,首先根据松动圈理论对巷道围岩稳固性等级对比现场实测数据进行分级,并结合巷道稳固性分析结果确定了1306运输巷合理的支护方式;其次通过数值模拟探究巷道在采用不同支护参数情况下,掘进以及回采期间应力分布､顶底板以及两帮变形特征,对巷道围岩稳定性进行分析,分析确定了巷道合理的支护参数。结果表明:采用间排距为600 mm锚杆锚索联合支护方式,巷道顶底板变形量较小,且不易在顶板形成应力集中;通过掘进期间巷道变形实测数据进一步验证,证明了支护方式以及支护参数选取的合理性。

摘要： 针对鄂尔多斯市转龙湾煤矿浅埋大断面煤巷初步设计支护强度偏高的问题,本文以巷道围岩松动圈支护理论为理论基础,在松动圈现场实测基础了,进行了支护方案优化研究.松动圈现场实测结果表明,该矿胶带大巷两帮、顶板围岩分别为中松动圈较稳定围岩和一般围岩,两帮支护参数优化空间大于顶板,并采用悬吊理论进行了支护参数优化设计.结合上述研究成果和该矿胶带大巷具体工程地质条件进行的工业性试验表明,优化方案能够保证巷道满足安全与使用要求,且具有显著的社会与经济效益.本文的研究为西部类似矿井支护方案设计提供了工程借鉴.

摘要： 大多地下水工结构或煤岩巷道经常处于一种高湿度环境中,特别是对于一些遇水容易膨胀的岩石介质,湿度对围岩松动圈的形成有重要的影响作用.本文基于湿度对岩体物理力学性能弱化的基本认识,从围岩体在加载条件下对湿度扩散的力学响应入手,探索湿度扩散环境下围岩松动圈的形成机理.通过对湿度环境下松动圈形成过程的损伤弱化时空规律的研究,揭示高湿度环境下形成围岩松动圈现象的内在机理和探索围岩松动圈的控制原理.研究成果在锦屏二级水电隧道工程绿泥石片岩洞段开挖的分析中得到初步应用.研究成果对于发展岩土工程中的松动圈理论及其工程应用具有重要的理论与工程意义。

摘要： 为了深入了解巷道爆破开挖围岩松动圈变化规律和范围,根据松动圈支护理论,选用FLAC3D和ANSYS软件对爆破开挖后巷道围岩松动圈范围和规律进行数值模拟分析.同时采用超声测井探测方法,对试验段巷道进行松动圈测试分析.通过FLAC3D软件分析巷道在动力荷载作用下松动圈范围和变化规律，得出巷道在爆破荷载作用下巷道拱肩松动圈范围比较大，巷道两帮和顶板松动圈范围相对于拱肩比较小，这.与现场地质条件及开采方式所影响到的松动圈范围还是比较一致的。通过现场松动圈测试试验研究，得出巷道在爆破开挖后巷道两帮松动圈范围为2.4m。由测试数据和模拟结果可知，支护仅靠两米的锚杆锚固力并不能控制围岩变形，为充分发挥支护与围岩的共同作用，选用锚杆注浆改善围岩性质，联合可缩性U型钢被动支护提高支护力，减小松动圈范围，从而改善围岩稳定性。通过对现场测试试验和数值模拟结果进行对比分析，得出巷道在开挖后两帮松动圈范围比较吻合，可以为巷道支护提供指导。同时，对于地质条件比较复杂的工程可以先采用数值模拟方法得出松动圈的范围，既可以克服现场复杂的地质条件所造成的测试困扰，也可以节省很大的人力和物力，希望该试验和数值模拟的研究，可以为矿井开采支护设计提供有意义的参考价值。

摘要： 在研究隧道松动圈大小时,综合考虑围岩级别、埋深、跨度、高跨比及侧压系数等影响因素,按照正交试验方案设计了16组实验,利用有限元软件进行数值模拟,得到各个工况下的最大松动圈厚度和松动圈系数,并根据层次分析法理论建立松动圈大小的层次分析模型,对影响松动圈大小的各个因素进行判断矩阵构造、特征向量求解以及一致性检验.结果表明,影响隧道松动圈大小的因素权重由大到小分别为围岩级别、高跨比、侧压系数以及跨度,这一结论对现场控制松动圈大小提供必要依据.

摘要： 数值计算是预测围岩松动圈的一种有效方法，而各种影响因素的参数输入又是数值计算方法可靠性的关键所在。rn 本文结合任楼煤矿中三轨道大巷已有实测位移和松动圈厚度,分析了各影响因素对围岩的影响性，研究了各影响因素对松动圈厚度的敏感性。计算结果表明，围压正向变化到一定程度后，增加的围压有一部分消耗在了已破碎围岩的二次破碎；在实际岩层中开挖，只要巷道开挖就必然产生松动圈；无构造应力情况下，围岩松动圈厚度主要取决于围岩的岩性和结构，各影响因素对松动圈厚度的敏感程度从高到低依次为围岩强度、巷道跨度、巷道断面尺寸、巷道围压和支护条件。

摘要： 深部矿山巷道在高围压作用下普遍出现破裂、失稳破坏的现象,采用地质雷达探测方法以确定围岩的松动破裂范围和程度,对于巷道支护加固具有重要作用。本文介绍了地质雷达的基本原理和探测方法,给出地雷达的数据采集和处理方法,以煤矿煤巷和岩巷为例,分析了地质雷达的图象特征,据此确定了巷道围岩的松动圈,为锚杆支护参数的确定提供了依据。

摘要： 在挖地下洞室过程中,洞室局部位置在爆破作用、围岩应力重分布单独或同时作用下,地下洞室的围岩内部会出现一个岩体相对破碎的环状区域,称为松动圈.洞室围岩测试主要包括查明洞室围岩的松动圈深度,测定松动、未松动岩体的弹性力学参数,从而为围岩分类、洞室支护和后期衬砌提供依据.本文通过工程实例,应用多种弹性波测试方法对洞室围岩进行测试,对比研究各方法弹性波内在关系,阐明了多波综合测试洞室围岩的有效性.

摘要： 在综合考虑岩石的应变软化与扩容性质的基础上,引入粘聚力软化模量Mc以及可以反映岩石中间主应力效应和拉压不等特性的改进双剪统一强度准则,得到了软岩巷道松动圈半径及其周边位移解析表达式.通过算例,得到了中间主应力大小以及软化程度对松动圈半径和巷道周边位移的影响规律:随着中间主应力效应的增强以及软化模量的降低,松动圈半径以及巷道周边位移逐渐减小.考虑中间主应力的影响以及围岩软化的程度,能够充分发挥围岩的强度潜能,合理指导巷道布置、支护设计与施工.

摘要： 急倾斜煤层水平分段综放开采,工作面长度极为有限,为了适应综采设备的使用,只能加大分层高度,但是分层高度的增大又带来了顶煤难放的问题.针对以上问题,本文采用了顶煤超前预爆弱化技术对顶煤进行弱化,并在此过程中,进行钻孔窥视和松动圈测试,不仅优化了顶煤超前预爆弱化技术的工艺,而且保证了现场实施的安全进行.实践证明,顶煤超前预爆弱化技术可以有效提高煤炭产量,对急倾斜煤层水平分段综放开采的发展起到了积极的推动作用.

摘要： 湖南邵怀高速公路雪峰山隧道以及川藏公路二郎山隧道均为沿线上的重点控制性工程,曾一度担心岩爆、大变形以及重特大塌方等地质灾害问题,目前隧道均已顺利贯通,运行良好.本文以作者长期参与的这两座典型长大公路隧道科研实践,尤其是现场测试技术及岩土地质体的勘察预报经验为基础,回顾并总结了隧道开挖后松动圈和二次应力测试技术以及针对岩爆、塌方等灾害问题开展的专门性研究,同时在隧道施工过程中不断实时提供科学建议和工程措施,保证了工程的安全施工,在复杂隧道研究领域已较系统地形成了研究特色和专业技术优势,可为我国大规模公路建设中复杂地质环境下隧道工程建设提供研究思路,积累经验,以作参考.

摘要： 本实用新型涉及一种用于松动弹簧式安全阀的调节圈的松动装置，包括支撑座、冲击体、旋转杆、旋转齿套；所述冲击体的上端为受力端，冲击体下部与旋转杆上部对应设置有螺旋传动副，螺旋传动副用于将冲击体的向下移动转换为旋转杆的转动，所述旋转杆的下端与旋转齿套的上端固定连接或通过可拆卸的传动连接结构装配在一起；所述旋转齿套用于向下套装在安全阀的调节圈上，旋转齿套内部设有传动齿，传动齿用于与安全阀的调节圈外周的拨齿啮合。本实用新型能够与安全阀阀体的上端面配合安装，在安装后进行松动操作，由于安全阀上方操作空间大，视野开阔，操作人员很容易对冲击体的上端面施加冲击力，因此操作便捷、安全，并能达到较好的松动效果。

摘要： 本实用新型公开了一种防止箍圈表面安装螺丝转松动的紧固箍圈，包括箍板及连接组件，所述箍板包括圆弧部及位于所述圆弧部两端的第一折弯边和第二折弯边，所述第一折弯边和第二折弯边相对设置且间隔第一距离，其中，所述第一距离大于零；所述箍板包括设置于所述第一折弯边和所述第二折弯边的紧固孔及间隔设置于所述圆弧部的安装孔，所述安装孔包括方孔；所述连接组件包括紧固组件及马车螺钉，所述马车螺钉自所述安装孔穿出并与所述方孔的孔壁相互限定，所述紧固组件穿过所述紧固孔并将所述第一折弯边和所述第二折弯边锁定连接。将安装孔设置成方孔，并使用马车螺钉与所述方孔相互限定，防止转动，有效避免了在安装过程中螺钉转动安装不牢的现象。

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： 本发明公开了一种煤矿巷道松动圈测量装置，包括密封球，所述密封球的中心部设有固定球，所述固定球的外表面设有警报电路，所述密封球的外侧固定连接有四个外壳，所述外壳的侧面设有密封扇叶。本发明利用巷道帮部钻孔发生变形、塌孔、收缩等现象，进而推动装置的外壳，外壳推动弹簧针将密封球扎破导致电解液流入密封球内部，使得密封球内部电路接通，使得数字报警器发出警报，通过数字报警器发出的报警数字可获得钻孔的变形情况，当钻孔变形时说明本装置处于巷道松动圈范围内，当钻孔未发生变形时，说明本装置处于巷道松动圈外。与原有测量方法相比，本装置造价低廉、结构简单、操作简便、便于携带，结果精确，有效避免了测量误差。

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： 本发明提供一种岩体松动圈检测变截面封水装置及方法，涉及岩土工程技术领域，包括封水塞和楔块，封水塞包括沿其轴向依次分布的多个直径相异的封水节段，封水塞轴向端面上设有卡槽，卡槽沿封水塞径向的截面呈环形，楔块呈适配卡槽的筒状，楔块包括沿其轴向分布的多个外径相异的卡合节段，楔块可拆卸配合卡槽，以改变封水塞的径向尺寸；针对目前采用气囊和封水塞对松动圈测试过程中钻孔封水效果不佳的问题，采用多段变径的封水节段组成的封水塞，通过一次选择不同位置的封水节段适应钻孔，同时能够通过预留卡槽和楔块的配合实现形变，从而对封水塞与钻孔配合位置进行二次调整，使封水塞外壁与钻孔贴合，保证封水效果。

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。