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| 1 | 深部倾斜岩层巷道非对称变形机制及控制对策显示文摘针对深部倾斜岩层巷道围岩在开挖支护后所表现出的非对称变形破坏现象,对其变形破坏机制及耦合控制对策进行了数值模拟与工程应用研究。研究结果表明,深部倾斜岩层巷道断面与岩层倾斜方向的钝角部位是产生非对称变形破坏的关键部位;非对称变形破坏的机制主要表现为受岩体结构的非对称性影响而产生的层间剪切滑移变形机制及高应力扩容变形机制等差异性变形机制。基于上述研究,提出非对称耦合控制对策,即在锚网索耦合支护的基础上,利用锚索、底角锚杆等对产生差异性变形破坏的关键部位进行加强支护,从而达到控制巷道非对称变形的目的。数值模拟与工程应用结果表明,采用非对称耦合支护形式,可以有效地消除巷道围岩关键部位产生的差异性变形,巷道围岩稳定性大大提高。 | 孙晓明 张国锋 蔡峰 于世波 | 2009 | 岩石力学与工程学报2009，28，6： | 101 |
| 2 | 掘进工作面围岩应力分布特征及其与支护的关系显示文摘采用FLAC3D软件计算分析了掘进工作面周围应力、位移及破坏区分布特征与变化规律,巷道轴线与最大水平主应力方向的夹角对围岩应力、位移及破坏的影响;研究了掘进工作面附近锚杆支护应力场的分布特征,及对空顶范围顶板的控制作用.分析了围岩与支护加固的相互作用,指出煤矿巷道围岩基本上属于非连续煤岩体,不能采用连续体的围岩响应曲线分析围岩与支护的关系,锚杆支护与支架等支护方式的基本原理有本质区别,也不能采用支架的围岩响应曲线分析围岩与锚杆的相互作用.基于锚杆受力变化的实测曲线,归纳出5种类型,得出锚杆支护围岩响应曲线,并提出了支护与加固的时空设计原则.最后,通过千米深井巷道、强烈动压影响巷道及深部沿空留巷的3个实例分析,对理论与数值研究结果进行了验证. | 康红普 王金华 高富强 | 2009 | 煤炭学报2009，34，12： | 165 |
| 3 | 深部软弱围岩叠加拱承载体强度理论及应用研究显示文摘目前,长锚索与锚喷网支护相结合的支护方式在深部软弱围岩中已经得到了广泛应用,但是对于这种联合支护结构的承载特点缺乏深入了解,特别是对于初次支护和二次支护的承载能力没有量化解析式。因此,在岩石力学理论的基础上,针对深部软弱围岩的'锚喷网+锚索'联合支护特点,提出由主压缩拱(锚杆支护)和次压缩拱(密集型锚索支护)共同构成的叠加拱承载体力学模型;根据弹塑性理论、锚杆的中性点理论和锚索的力传递机制推导初次支护和适当让压后二次支护的承载体强度方程;并将'围岩-支护结构'组成的共同体看作一种等效耦合围岩,运用弹塑性力学方法得到这种等效耦合围岩的力学参数随释放位移(让压位移)变化的关系式。工程计算表明,金川III矿区破碎硐室经叠加拱支护后,极限承载能力q′max可达到513.34kN,等效耦合岩体?e值可达到47.54°,ce最大值为1.37MPa,提高围岩的峰后强度,有利于硐室围岩的长期稳定;现场监测也表明,进行叠加拱承载体支护后的硐室围岩变形趋于平稳,收敛速率小于0.1mm/d。 | 余伟健 高谦 朱川曲 | 2010 | 岩石力学与工程学报2010，29，10： | 101 |
| 4 | 极软岩回采巷道互补控制支护技术研究显示文摘从加固破碎岩体和提高支护阻力两方面综合研究入手,分析小康煤矿巷道围岩的力学及变形破坏特征,得出小康煤矿软岩回采巷道围岩失稳机制,指出原有支护系统变形不协调、支护阻力低和没有发挥围岩的承载能力是导致巷道破坏和支护失效的主要原因。以铁法矿业集团小康矿S2N8运输顺槽为工程实例,研究高强度高预紧力锚杆、强力锚索、金属网和喷浆加固以及U型钢在控制围岩变形中的互补作用,详细介绍高强度、高预紧力锚网索配合U型钢可缩支架的互补控制综合支护方案并进行现场工业试验。研究结果表明,互补控制支护技术能够避免极软岩回采巷道的多次翻修,实现支护一次到位。 | 姜耀东 王宏伟 赵毅鑫 刘长海 朱喜东 | 2009 | 岩石力学与工程学报2009，28，12： | 73 |
| 5 | 谦比希矿深部开采隔离矿柱稳定性分析显示文摘隔离矿柱是地下开采矿山浅部转深部开采的衔接部分,其合理尺寸选择及其稳定性对深部开采安全极其重要。针对谦比希矿浅部转深部开采的实际情况,采用极限跨度法、经验公式法以及极限平衡分析方法,对原设计的隔离矿柱尺寸进行验算,提出合理的隔离矿柱厚度为21m;根据隔离矿柱尺寸,修正原隔离矿柱留设方案,对所修正的方案应用FLAC3D对其稳定性进行分析计算。结果表明,当隔离矿柱下部回采高度达到33m时,此隔离矿柱将完全失去其稳定性,而此时在深部开采采用无底柱分段崩落法回采时,其覆盖层厚度已达到28m以上,这就不能对深部无底柱分段崩落法开采的采场内人员和设备安全造成威胁,满足浅部转深部开采平稳过渡安全生产要求,为谦比希矿隔离矿柱设计与施工提供依据和指导,同时也为相关矿山的浅部向深部开采平稳过渡提供一定的借鉴意义。 | 赵兴东 | 2010 | 岩石力学与工程学报2010，29，A01： | 63 |
| 6 | 掘进工作面围岩稳定性分析及快速成巷技术途径显示文摘分析了煤矿巷道掘进技术与装备现状及存在的问题,采用数值模拟方法研究了掘进工作面围岩应力、变形、破坏分布特征;分析了围岩稳定性的主要影响因素,包括围岩强度、围岩结构及地应力等地质力学参数,巷道断面尺寸、开挖方式、空顶距、掘进速度等掘进参数,及临时支护、永久支护等。巷道开挖后在掘进工作面顶角和巷道四角周围出现应力集中区;围岩位移、破坏在超前工作面一定位置开始出现,随着远离掘进工作面围岩位移和破坏范围不断增大,达到2倍巷道宽度时基本稳定;煤层强度、地应力对围岩变形与破坏的影响十分显著;分步开挖的顶板下沉量及破坏程度明显大于一次开挖;空顶距越大,围岩破坏裂隙越多、分布越广;过快、过慢的掘进速度对围岩稳定性均不利;掘进后安装及时、主动、支护阻力大的临时支护效果好;分次支护围岩位移和裂隙场的扩展均大于一次支护,通过分次支护提高掘进速度是以影响锚杆支护效果为代价的,应限定在一定的围岩条件。根据煤巷掘进工作面空顶距及自稳时间,对煤巷掘进工作面围岩稳定性进行了分类,并提出了相应的支护要求;提出煤巷可掘性的概念,根据被掘煤岩体条件,对煤巷可掘性进行了分类;分析了围岩的可钻性、可锚性及对掘进速度的影响。提出提高煤巷掘进速度的主要技术途径:确定适合的掘进模式,优化掘进工艺,优选掘进装备;确定合理的支护形式与参数,适当降低支护密度;掘进全系统整体配套与协同。根据掘进工作面围岩稳定性、可掘性、可钻性及可锚性,提出煤巷掘进自动化、智能化技术总体架构及应解决的关键技术:自动化、智能化截割、临时支护、自动化锚杆施工、超前探测、定位与导航、围岩稳定性与环境监测及大数据分析等,最后提出我国煤巷掘进自动化、智能化的发展路径。 | 康红普 姜鹏飞 高富强 王子越 刘畅 杨建威 | 2021 | 煤炭学报2021，46，7： | 63 |
| 7 | 煤矿深部巷道破裂围岩非线性大变形及支护对策研究显示文摘针对淮南矿区顾北煤矿-648m水平南翼回风大巷围岩处于破裂状态,且表现出强烈非线性力学现象的特点,采用离散元计算软件UDEC,分析其变形破坏过程及非线性大变形机制,并在此基础上提出应用分步联合支护的技术方案进行支护,进而通过数值模拟与现场监控量测相结合的方法进行分析验证。结果表明,破裂围岩开挖后的变形破坏过程是一个渐近发展的过程,局部关键块体的垮落或滑移是导致其他部位失稳和巷道产生非线性大变形的主要原因;分步联合支护技术能实现巷道的长期稳定性,是一种有效控制深部巷道破裂围岩非线性大变形的支护型式。 | 刘泉声 卢兴利 | 2010 | 岩土力学2010，31，10： | 60 |
| 8 | 超大断面隧道软弱破碎围岩空间变形机制与荷载释放演化规律显示文摘为研究不同施工工法和工艺组合条件下超大断面隧道穿越软弱破碎地层的围岩稳定性问题,以兰渝线两水隧道为背景,开展铁路双线隧道在软弱破碎地层中超大断面开挖的大比尺三维模型试验,真实再现台阶法支护开挖、台阶法和全断面毛洞施工的全过程。首先,基于现场较为破碎的千枚岩岩样基本力学参数室内试验结果,以松香、铁晶粉以及聚四氟乙烯棒等材料为原料,研制兼具低强度和弱黏结特性的软弱破碎围岩相似材料和初喷混凝土、锚杆等支护结构的相似材料,在最新研制的可实现三面均匀同步加载的大型三维地质力学模型试验台架上模拟隧道台阶法支护、全断面支护和全断面无支护施工的全过程,并采用光纤光栅传感器、电阻式应变计、多点位移计以及微型压力盒全程监测洞壁及其整数倍(0~3倍)洞径范围内围岩的应力、位移以及近区荷载的变化信息,分析不同施工过程中隧道围岩受力和变形的三维空间演化规律。研究结果表明:(1)软弱破碎低强度和流变特性使围岩变形具有更强的时空效应,同时存在掌子面挤出变形、先行位移和后方位移3个时空演化过程;(2)软弱破碎围岩变形的三维扰动深度一般在3倍洞径内,台阶法支护开挖扰动范围最小,全断面支护开挖次之,但后续长距离推进极易诱发围岩坍塌;(3)台阶法较大断面开挖有利于控制收敛变形,减少10%~25%,沉降变形则相差不大,上台阶开挖过程是拱部围岩垂向荷载的急剧释放期,下台阶开挖是边墙围岩水平荷载的急剧释放期;(4)台阶法支护开挖掌子面前方岩体扰动范围为0.5~1.0倍洞径,多属荷载集聚区,是软弱破碎围岩稳定加固的重点区域和最小边界范围;(5)隧道断面围岩整体荷载释放过程存在3个典型变化阶段,即掌子面附近荷载集聚区、前方荷载弱集聚区和掌子面后方荷载释放区,及时施作支护可有效减弱掌子面前方围岩荷载的集聚程度和荷载峰值,使荷载峰值出现的位置滞后,有利于掌子面及其附近围岩的整体稳定。 | 李利平 李术才 赵勇 王汉鹏 刘钦 原小帅 赵岩 张骞 | 2012 | 岩石力学与工程学报2012，31，10： | 57 |
| 9 | 软弱破碎围岩高强高预紧力支护技术与应用显示文摘为了达到对软弱破碎围岩巷道的一次支护到位,从加固破碎岩体、提高支护阻力和降低围岩采动应力3方面综合研究入手,提出了以高强高预紧力锚网喷主动支护为基础,配合U型钢可缩支架的支护方式,旨在使各支护方式在承载力上优势互补,并且充分调动围岩的承载能力,使支护体系与围岩形成承载整体。基于小康矿和木城涧矿等不同地质条件下的软弱破碎围岩巷道变形破坏原因,分析了软弱破碎围岩巷道破坏特征和高强高预紧力支护技术特点。现场试验结果表明,针对不同地质条件,高强高预紧力支护技术能够通过调动深部稳定岩层的承载能力和提供较大支护阻力等手段有效控制巷道围岩的剧烈收缩,并且一定程度上降低了工作面采动应力的影响,取得了良好的支护效果和经济效益。 | 王宏伟 姜耀东 赵毅鑫 祝捷 单如月 | 2012 | 采矿与安全工程学报2012，29，4： | 46 |
| 10 | 采动影响下大跨度煤巷耦合支护技术研究与应用显示文摘为解决多次采动影响下大跨度煤巷支护难的问题,以高家梁矿20108工作面回风巷道为例,通过分析工程地质条件和工程岩体特性可知,20108回风巷道属于应力扩容膨胀型复合地质软岩,确定力学破坏机制为IABC IIBD IIIDA复合型变形力学机制,提出采用锚网索带注耦合支护方案。基于FLAC3D数值软件,对锚网索带注耦合支护方案进行数值计算,计算结果显示,与无耦合支护对比,屈服区域显著缩小,顶底板和两帮变形都得到有效控制。现场监测煤巷围岩变形表明,多次采动影响下煤巷两帮变形速率大于顶底板,表明两帮变形速率控制着20108回风巷道的使用功能。研究结果表明,锚网索带注耦合支护在采动影响下大跨度煤巷支护中取得良好的支护效果,数值计算表明,采动影响下大跨度煤巷采用耦合支护技术是可行的;现场监测结果也验证耦合支护技术的有效性和可靠性。 | 张向东 李庆文 黄开勇 李桂秀 张旭 | 2014 | 岩石力学与工程学报2014，33，1： | 43 |
| 11 | 困难条件下巷道对接长锚杆支护技术显示文摘为了解决困难条件下巷道顶板下沉大、易冒顶的难题,在保德煤矿回采巷道进行了巷道围岩变形与冒顶控制试验,试验结果表明:困难条件下巷道围岩变形相当一部分处于给定变形状态,现有技术水平下支护阻力对围岩变形的控制作用有限;锚索延伸能力较小,无法适应困难条件巷道顶板下沉量大而使锚索大量破断,锚索破断率与顶板下沉量正相关,顶板下沉300 mm以上,锚索破断率可达50%以上;该类巷道支护应摒弃使用锚索刚性大的支护限制变形方法,改用具有高延伸量的对接长锚杆适应此类围岩变形,并持续提供较高支护阻力防止松动围岩冒落引发冒顶。据此提出了用对接长锚杆取代锚索的支护技术,增加支护构件与巷道围岩变形的协调性,保德煤矿工业性试验结果表明,该技术能够适应围岩变形,有效防止锚索破断导致的巷道冒顶。 | 马念杰 赵志强 冯吉成 | 2013 | 煤炭科学技术2013，41，9： | 36 |
| 12 | 深部回采巷道锚网索联合支护技术实践显示文摘以常村煤矿21132工作面上巷为例,用理论分析并辅以工程类比的方法,研究了全煤深部大断面高应力条件下锚网索架工字钢棚联合支护围岩变形的控制效果,优选了巷道支护参数,即锚杆长度为2.4 m,间排距为0.6 m,工字钢棚间距为0.4 m;并进行了现场试验。试验结果表明:采用锚网索架工字钢棚联合支护,提高锚杆预应力,打设顶、底角锚杆及顶部锚索能有效控制巷道变形,增强巷道的稳定性。 | 李书民 孙小岩 白杨杨 | 2012 | 煤炭科学技术2012，40，1： | 34 |
| 13 | 深井巷道围岩主应力差演化规律物理模拟研究显示文摘以山东郓城煤矿深井破坏巷道为工程背景,在大尺度(1.0 m×1.0 m×1.0 m)真三轴模拟试验系统上再现其开挖卸荷效应的全过程,通过模型内部切片法获得深井巷道围岩无支护条件下的破坏模式和范围;借助自主研发的三维应力测试元件揭示深井巷道不同深度处围岩真实的加卸载应力路径与开挖前后应力状态,重点分析松动圈内外围岩主应力差的演化规律,并结合围岩破坏范围及模式对其机制进行探讨。 | 牛双建 靖洪文 杨大方 | 2012 | 岩石力学与工程学报2012，31，A02： | 30 |
| 14 | 深部巷道连续双壳加固机理及试验研究显示文摘由于深部巷道变形破坏严重,传统支护难以保证巷道稳定。本文在详细分析深部巷道围岩变形特征的基础上,提出深部巷道连续双壳加固理念,并分析双壳加固机理。通过相似材料模拟试验,对不同采深条件下裸巷、锚杆支护、连续双壳支护巷道围岩变形及应力分布规律进行研究。结果表明:随采深增大,裸巷围岩发生大面积整体破坏,不能自稳;锚杆支护巷道锚固区以里深部围岩继续发生离层破坏,巷道存在潜在破坏危险;连续双壳支护巷道只在巷帮浅部发生局部剪切破坏,围岩稳定性好。以陶二煤矿新南总巷道支护为例,验证了连续双壳支护的合理性。 | 孙利辉 杨本生 杨万斌 孙春东 | 2013 | 采矿与安全工程学报2013，30，5： | 27 |
| 15 | 济宁2#煤深部回采巷道变形破坏规律及对策研究显示文摘随着深部地质环境的不断恶化,深部资源开采中重大灾害事故增多,巷道支护出现冒顶、底臌、顶板下沉等破坏现象。以济宁2#煤矿九采区93上06回采巷道为研究对象,通过数值模拟手段再现变形破坏过程,分别对顶板下沉、底臌变形、轴向楔体破坏和沿结构面冒顶4种变形破坏规律进行分析。针对破坏特征,提出巷道支护的优化方案。工程实践表明,通过改变巷道的断面形式、挖掉直接底泥岩和打底角锚杆可以有效地控制巷道的底臌,调整支护参数可以有效控制巷道的顶沉和冒顶。 | 杨军 孙晓明 王树仁 | 2009 | 岩石力学与工程学报2009，28，11： | 25 |
| 16 | 深部穿层巷道非对称变形机理及控制对策研究显示文摘针对深部穿层巷道围岩非对称变形破坏特征,对其破坏机理及控制对策进行了数值分析和工程试验研究。结果表明,受埋深大、高地应力,特别是水平构造应力的影响,原支护下巷道围岩出现了非对称大变形破坏,穿层巷道断面与岩层倾向成钝角部位表现出最先破坏的关键部位特点;非对称破坏主要表现为围岩结构的非对称性影响下产生的不同岩层间的剪切滑移变形及高应力作用下的软弱岩层挤出变形等错位变形。结合现场工程地质条件,提出了锚网索+底角锚杆的非对称耦合支护对策,对关键部位进行了加强支护,有效地遏制了围岩的非对称变形,消除了巷道围岩的错位变形,提高了巷道围岩整体稳定性,现场应用效果良好。 | 王炯 郭志飚 蔡峰 郝育喜 刘鑫 | 2014 | 采矿与安全工程学报2014，31，1： | 25 |
| 17 | Latest progress of soft rock mechanics and engineering in China显示文摘The progress of soft rock mechanics and associated technology in China is basically accompanied by the development of mining engineering and the increasing disasters of large rock deformation during construction of underground engineering.In this regard,Chinese scholars proposed various concepts and classification methods for soft rocks in terms of engineering practices.The large deformation mechanism of engineering soft rocks is to be understood through numerous experiments;and thus a coupled support theory for soft rock roadways is established,followed by the development of a new support material,i.e.the constant resistance and large deformation bolt/anchor with negative Poisson’s ratio effect,and associated control technology.Field results show that large deformation problems related to numbers of engineering cases can be well addressed with this new technology,an effective way for similar soft rock deformation control. | Manchao He | 2014 | Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering2014，6，3： | 22 |
| 18 | 大跨度动压损毁回采巷道修复与支护技术研究显示文摘针对陕西彬长集团公司大佛寺煤矿大跨度动压损毁回采巷道支护难题,从工程地质条件、动压影响方面分析复杂围岩环境下回采巷道变形破坏特征,得出局部构造应力、底板遇水强度劣化、动压以及爆炸冲击的综合作用是回采巷道出现大跨度、底臌、顶板下沉以及最终导致支护失效的主要原因。以40106工作面运输巷为工程实例,基于一体化控制思路,确定锚网索、强力单体点柱、角锚杆综合互补控制的修复方案并将其应用于工程实践。现场观测结果表明,通过减小巷道跨度、增强顶板、两帮支护强度可以有效控制大跨度动压软底回采巷道顶板下沉和底臌。 | 伍永平 高喜才 解盘石 李超 曾佑富 | 2011 | 岩石力学与工程学报2011，30，S1： | 20 |
| 19 | 鹤煤五矿深部交岔点大断面软岩巷道支护对策研究显示文摘鹤煤五矿三水平轨道下山地处向斜轴部,构造应力大,且受到上部采空区强烈的开采扰动,巷道变形严重,生产接续十分紧张。通过对该巷道工程地质条件的综合分析和地质力学评估,研究了该巷道的变形破坏机理及变形力学机制,并针对新开巷道大断面交岔点提出了以底角锚杆控制底臌的锚网索+柔层桁架耦合支护方案,且对该方案主要技术环节进行了优化,并通过数值模拟和现场实施验证了方案优化的准确性和可靠性。实践证明:该方案可以充分发挥锚网索和桁架的耦合支护作用,最大限度地发挥围岩的自承能力,有效控制巷道变形,为矿井的安全高效生产创造了条件。 | 李占金 唐强达 齐干 | 2010 | 岩土工程学报2010，32，4： | 19 |
| 20 | 深部高应力软岩巷道注浆时机优化分析显示文摘基于支护-围岩共同作用原理分析,揭示朱集西煤矿深部高应力软岩巷道围岩收敛变形与支护强度及围岩自承力的变化关系,获得巷道围岩位移与支护强度的关系曲线。采用FLAC3D内嵌的Fish语言编程,提取巷道围岩塑性区、拉伸破坏区及剪切破坏区体积数,揭示不同岩性与埋深条件下巷道围岩变形和塑性区扩展随应力释放率的演化规律,再现巷道围岩从局部破坏直至整体失稳破坏的演化过程,提出以应力释放率阈值作为判定注浆时机的指标。研究结果表明:确定当围岩变形量为150 mm时,实现存储于围岩内变形能的充分释放及围岩自承力的最大利用。采用应力释放率阈值60%和围岩变形量150 mm作为判定注浆时机的指标是合理的,两者可相互验证。提出'锚网索喷+注浆+底板锚注'联合支护技术方案,解决了深部高应力软岩巷道支护难题,验证了所确定的注浆时机是合理、可行的。 | 孟庆彬 韩立军 王琦 张建 范加冬 聂军委 文圣勇 | 2017 | 中南大学学报(自然科学版)2017，48，10： | 17 |
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