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郑万高铁隧道大断面机械化施工关键技术研究 被引量:73
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作者 王志坚 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2018年第8期1257-1270,共14页
为实现大断面隧道机械化施工,针对郑万高速铁路湖北段隧道机械化施工所面临的掌子面稳定性控制、支护结构参数优化、机械化施工工法及施工工艺参数选取等主要问题,采取现场试验、资料调研、理论分析等手段,提出掌子面稳定性综合分级方... 为实现大断面隧道机械化施工,针对郑万高速铁路湖北段隧道机械化施工所面临的掌子面稳定性控制、支护结构参数优化、机械化施工工法及施工工艺参数选取等主要问题,采取现场试验、资料调研、理论分析等手段,提出掌子面稳定性综合分级方法及稳定性控制措施,并对超前支护、洞身支护参数进行优化。郑万高速铁路采用全断面法和微台阶法2种工法进行施工,同时,对高压劈裂注浆、低预应力锚杆、超挖控制、高等级初喷混凝土等施工工艺进行探索和应用;在信息化项目管理平台的基础上,建立基于施工动态管理的隧道作业面分类管理方法。研究成果在郑万高速铁路的成功应用将极大提高隧道建设的机械化水平,为隧道机械化施工提供参考。 展开更多
关键词 郑万高速铁路 大断面隧道 机械化施工 掌子面稳定性分级 支护参数 施工工法
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急倾斜特厚煤层巷道非对称变形机理 被引量:32
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作者 陈建强 闫瑞兵 刘昆轮 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期3007-3015,共9页
针对急倾斜特厚煤层回采巷道出现的非对称变形破坏,采用现场实测、力学建模计算及数值模拟揭示了急倾斜煤层巷道开挖后非对称变形破坏机理,分析了巷道开挖后应力场及塑性区分布特征,提出了可缩性U型钢与非对称性预应力锚杆(索)支护的全... 针对急倾斜特厚煤层回采巷道出现的非对称变形破坏,采用现场实测、力学建模计算及数值模拟揭示了急倾斜煤层巷道开挖后非对称变形破坏机理,分析了巷道开挖后应力场及塑性区分布特征,提出了可缩性U型钢与非对称性预应力锚杆(索)支护的全新支护加固方案。研究表明:(1)巷道非对称破坏表现为坚硬岩层侧帮部沿层理下沉、滑移、内扩,煤体侧帮部挤出帮臌;坚硬岩层侧顶部下沉量大于煤体侧,巷道中轴线偏向煤体侧;(2)巷道发生非对称的变形机理为:在非均布载荷的作用下,巷道两侧肩角支座反力的倾角及大小发生变化,坚硬岩层侧支座反力大于煤体侧,倾角为煤体侧大于坚硬岩层侧,坚硬岩层侧帮部在小角度大应力作用下沿层理滑移、下沉、内扩,煤体侧帮部在近乎垂直角度作用力下使帮部煤体挤出帮臌;(3)巷道从坚硬岩层侧向煤体侧弯矩一直增大,剪力呈现为先增大后减小再增大的趋势,且在二次增大时方向改变,方向改变处即为巷道轴线向煤体侧的偏移位置,轴力呈现为抛物线形式的先减小后增大,在非均布载荷作用下的巷道最优合理断面即为"非对称三铰斜拱";(4)提出可缩性U型钢与非对称性预应力锚杆(索)支护,重点加强巷道煤体侧帮部及坚硬岩层侧顶部支护。 展开更多
关键词 急倾斜特厚煤层 非对称变形 可缩性U型钢 预应力锚杆 非对称三铰拱 支护参数
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软煤层综放工作面沿空掘巷支护设计 被引量:24
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作者 石永奎 宋振骐 王崇革 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期509-512,共4页
根据“内外应力场”理论,建立了济三煤矿1301综放工作面沿空掘巷的结构力学模型,在此基础上确定了沿空掘巷的煤柱尺寸,预计了巷道围岩变形量,进而确定了巷道断面形式与参数。最后设计了巷道的支护型式及支护参数。
关键词 内外应力场 沿空掘巷 支护参数 软煤层 综放工作面 结构力学模型 煤柱
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基于FLAC^(3D)数值模拟的巷道围岩稳定性及支护参数设计研究 被引量:18
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作者 穆磊 赵龙刚 《能源与环保》 2018年第12期170-173,共4页
为了巷道支护设计的合理性,确保矿井的安全生产,采用理论分析和FLAC3D数值模拟对巷道围岩稳定性进行分析,利用悬吊理论、压力拱理论对巷道的预紧力、间排距等支护参数进行了校核,得出锚索的支护强度满足支护要求;然后利用模拟分析,对不... 为了巷道支护设计的合理性,确保矿井的安全生产,采用理论分析和FLAC3D数值模拟对巷道围岩稳定性进行分析,利用悬吊理论、压力拱理论对巷道的预紧力、间排距等支护参数进行了校核,得出锚索的支护强度满足支护要求;然后利用模拟分析,对不同的锚杆长度和排距进行分析,研究从围岩应力、巷道断面收缩率以及塑性区分布进行分析对比,研究得出,锚杆的最优长度为2.0 m,锚杆最优的排距为0.8 m,研究为类似地质条件下巷道的支护设计提供一定借鉴意义。 展开更多
关键词 FLAC^3D数值模拟 围岩稳定性 支护参数 围岩应力 断面收缩率 塑性区分布
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掘锚一体化巷道支护参数分析与工序优化 被引量:18
5
作者 陈大广 《煤矿安全》 北大核心 2017年第10期224-227,231,共5页
针对巷道掘进效率低的问题,以高河矿E1310工作面运输巷为工程背景,采用掘锚一体化技术来提高巷道掘进效率。通过FLAC^(3D)数值模拟软件,模拟分析了不同支护参数条件下的围岩变形特征,从而确定了掘锚一体化施工中的巷道支护参数,并对掘... 针对巷道掘进效率低的问题,以高河矿E1310工作面运输巷为工程背景,采用掘锚一体化技术来提高巷道掘进效率。通过FLAC^(3D)数值模拟软件,模拟分析了不同支护参数条件下的围岩变形特征,从而确定了掘锚一体化施工中的巷道支护参数,并对掘锚一体化劳动组织和施工工序进行优化,提出了"三七一三"制的劳动组织方式,施工工序实现了最大化的平行作业。实测结果表明,采用掘锚一体化技术使每个班的掘进进尺可以超过4 m,日进尺12 m以上,单月进尺400 m左右,很大程度上提高了矿井巷道的掘进效率。 展开更多
关键词 掘锚一体 支护参数 劳动组织 工艺优化 数值模拟
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基于FLAC3D模型的锚索长度对软岩输水隧洞支护影响研究 被引量:16
6
作者 张雷 《中国水能及电气化》 2019年第10期32-35,共4页
锚杆和锚索支护在高地应力、承载力差的软弱岩层地下洞室开挖支护中具有不可替代的价值和优势。文章以辽宁省猴山水库输水隧洞为例,利用FLAC3D数值模拟软件研究了锚索长度对软岩输水隧洞支护的影响,建议施工过程中,在输水隧洞的两侧边... 锚杆和锚索支护在高地应力、承载力差的软弱岩层地下洞室开挖支护中具有不可替代的价值和优势。文章以辽宁省猴山水库输水隧洞为例,利用FLAC3D数值模拟软件研究了锚索长度对软岩输水隧洞支护的影响,建议施工过程中,在输水隧洞的两侧边墙采用5m长的锚索,在围岩的拱顶部位采用8m长的锚索。 展开更多
关键词 FLAC3D 猴山水库 输水隧洞 支护参数
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深部厚松散层破碎围岩巷道支护参数优化设计 被引量:15
7
作者 徐青云 张磊 +2 位作者 李永明 乔元栋 谭云 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2016年第2期63-65,共3页
陈四楼矿-720 m辅助水平回风大巷为典型的深部厚松散层破碎围岩巷道,该巷道在原有支护方案下支护失效。针对辅助水平回风大巷的支护难题,研究分析了其变形机理及破坏特征,在原支护方案的基础上,对支护参数进行优化设计,并利用FLAC3D对... 陈四楼矿-720 m辅助水平回风大巷为典型的深部厚松散层破碎围岩巷道,该巷道在原有支护方案下支护失效。针对辅助水平回风大巷的支护难题,研究分析了其变形机理及破坏特征,在原支护方案的基础上,对支护参数进行优化设计,并利用FLAC3D对巷道支护方案进行模拟对比分析。 展开更多
关键词 厚松散层 破碎围岩 支护参数 优化
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浅埋暗挖隧道管棚支护参数的研究及应用 被引量:14
8
作者 曾润忠 詹涛 杨成忠 《现代隧道技术》 EI CSCD 北大核心 2018年第1期210-215,共6页
文章以某下穿浅埋暗挖隧道管棚超前加固为研究对象,分析了管棚支护参数的应用理论,采用刚度折算模型,将管棚层折算为各向同性的加固体,并对单层及双层管棚的超前加固效果进行了数值模拟计算,并与监测数据进行了对比分析,在此基础上对不... 文章以某下穿浅埋暗挖隧道管棚超前加固为研究对象,分析了管棚支护参数的应用理论,采用刚度折算模型,将管棚层折算为各向同性的加固体,并对单层及双层管棚的超前加固效果进行了数值模拟计算,并与监测数据进行了对比分析,在此基础上对不同直径管棚的加固效果进行了分析。分析结果表明:对于常用管棚,随着管棚直径的加大,初期支护及临时支撑的内力有明显减小,并能更好地减小地表的沉降。 展开更多
关键词 浅埋暗挖 隧道工程 管棚支护 支护参数 加固效果 数值模拟
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煤矿大断面托顶煤巷道变形机理及控制技术研究 被引量:12
9
作者 彭杨皓 杨捷 +1 位作者 程晋国 高雷 《矿业科学学报》 2017年第5期439-448,共10页
为了解决煤矿大断面托顶煤回采巷道支护问题,以王庄煤矿7105工作面运输巷为工程背景,通过数值模拟分析了大断面托顶煤巷道裸巷平衡时围岩塑性区形态、位移及应力演化规律;基于普氏自然平衡拱理论,建立了两帮稳定时大断面托顶煤巷道顶板... 为了解决煤矿大断面托顶煤回采巷道支护问题,以王庄煤矿7105工作面运输巷为工程背景,通过数值模拟分析了大断面托顶煤巷道裸巷平衡时围岩塑性区形态、位移及应力演化规律;基于普氏自然平衡拱理论,建立了两帮稳定时大断面托顶煤巷道顶板冒落拱力学模型,通过数学计算得到了分层冒落拱高度,运用两帮塑性区力学模型计算托顶煤巷道帮部塑性区宽度,结合数值模拟方法,设计了锚杆锚索联合支护参数和支护方案,并应用于工程实践。研究结果表明:巷道周边出现"蛙形"塑性区,顶板拉伸破坏区呈规则穹隆形,与巷道顶板普氏拱效应相吻合,托顶煤离层严重,冒落拱高度超过托顶煤厚度;两帮在该工况下塑性区发展有限,帮部较为稳定;在厚顶煤存在情况下,大断面托顶煤巷道变形特点是顶板最大,帮部次之,底板最小。现场监测结果证明,借助大断面托顶煤巷道顶板冒落拱力学模型、两帮塑性区力学模型理论计算,结合数值模拟比选的巷道锚杆支护参数和支护方案,能有效控制围岩变形,保持巷道稳定。 展开更多
关键词 煤矿 大断面 托顶煤巷道 离层 分层拱 塑性区 支护参数
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断层破碎带巷道的锚网喷架联合支护技术 被引量:12
10
作者 王振 题正义 常志峰 《有色金属(矿山部分)》 2012年第2期30-33,共4页
断层破碎带巷道围岩变形呈现软岩特征,原有的巷道支护方式和技术失效。为解决断层破碎带支护问题和保证施工工期,根据软岩巷道支护理论,结合围岩性质提出了锚网喷架联合支护技术,并对设计方案进行了优化及分析。采用数值模拟对支护效果... 断层破碎带巷道围岩变形呈现软岩特征,原有的巷道支护方式和技术失效。为解决断层破碎带支护问题和保证施工工期,根据软岩巷道支护理论,结合围岩性质提出了锚网喷架联合支护技术,并对设计方案进行了优化及分析。采用数值模拟对支护效果进行了分析,提出用药卷锚杆代替管缝式锚杆,架后充填进行释能让压,二次支护与巷道掘进平行作业。矿压监测结果表明,锚网喷架联合支护控制了巷道围岩的变形,保证了施工的安全,施工进度提高了66.7%。 展开更多
关键词 断层破碎带 支护参数 数值模拟 矿压监测
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复合顶板大断面巷道支护技术研究和实施 被引量:10
11
作者 韩瑞 《中州煤炭》 2009年第3期15-16,21,共3页
采用锚杆锚索木垛联合支护新技术对戊9-10煤层复合顶板大断面双切眼巷道施工,并进行了顶板离层监测、锚固力测试。结果表明,该技术能有效控制顶板下沉,实现了采面快速安装、投产,节省时间及费用,提高了劳动效率,具有广泛的推广应用前景。
关键词 复合顶板 联合支护 大断面巷道 支护参数
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土钉支护结构破坏模式和加固机制分析 被引量:8
12
作者 贺若兰 李宁 张平 《岩土力学》 EI CSCD 北大核心 2008年第1期197-202,共6页
对不同土质中土性参数和支护参数共同影响下基坑土钉支护结构的内力和位移进行了系统的数值试验研究。结果表明,从砂土到粉土,再到软黏土介质变化时,基坑位移大小剧增,位移形态也发展成下部凸出的流鼓状,而且中下部土钉不能满足承载力... 对不同土质中土性参数和支护参数共同影响下基坑土钉支护结构的内力和位移进行了系统的数值试验研究。结果表明,从砂土到粉土,再到软黏土介质变化时,基坑位移大小剧增,位移形态也发展成下部凸出的流鼓状,而且中下部土钉不能满足承载力要求。土性参数中,内摩擦角和凝聚力是导致位移形态发生改变的主要因素,侧压力系数主要引起位移大小的变化。支护参数中,土钉密度突出控制钉间土体位移;土钉长度在砂土中控制上部位移显著,软黏土中抑制下部位移更明显;土钉刚度的影响体现为钉土刚度比的影响,主要由插筋刚度控制,而随土类变化并不明显;并得出了各支护参数的临界值。 展开更多
关键词 土钉支护 破坏模式 加固机制 数值试验 土类 土性参数 支护参数
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放顶煤工作面控顶区中硬以下顶煤弹塑性区分析 被引量:9
13
作者 史元伟 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期423-428,共6页
提出了控顶区上方较软顶煤弹性和塑性应力区的计算方法,分析了主要影响因素,提出了改善顶煤控制和提高回收率的途径.
关键词 放顶煤工作面 软弱顶煤 塑性应力区 支护参数
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锚网索支护在急倾斜煤层巷道中的应用 被引量:8
14
作者 查文华 谢广祥 罗勇 《矿业研究与开发》 CAS 北大核心 2006年第6期51-53,共3页
针对急倾斜煤层巷道支护现状,在试验巷道探索采用锚网索支护技术。对试验巷道表面位移、围岩深部位移和锚杆(索)受力进行了现场监测,分析了试验巷道围岩变形规律。试验表明,在急倾斜煤层巷道采用锚网索支护是可行的,为锚网索支护在急倾... 针对急倾斜煤层巷道支护现状,在试验巷道探索采用锚网索支护技术。对试验巷道表面位移、围岩深部位移和锚杆(索)受力进行了现场监测,分析了试验巷道围岩变形规律。试验表明,在急倾斜煤层巷道采用锚网索支护是可行的,为锚网索支护在急倾斜煤层巷道的推广应用和支护参数设计提供了依据。 展开更多
关键词 煤层巷道 锚网索支护 支护参数 围岩位秽
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高速铁路黄土隧道群修建技术与应用——张茅大断面黄土隧道修建技术成果总结 被引量:8
15
作者 杨建民 《隧道建设》 北大核心 2016年第1期113-122,共10页
针对以张茅隧道为代表的郑西高铁大断面黄土隧道建设中的一系列技术难题,通过大规模现场试验和理论分析,对大断面黄土隧道修建成套技术进行了研究。研究结果表明:系统锚杆轴力较小,不超过12 k N,且拱部受压,边墙受拉;型钢、格栅钢架拱... 针对以张茅隧道为代表的郑西高铁大断面黄土隧道建设中的一系列技术难题,通过大规模现场试验和理论分析,对大断面黄土隧道修建成套技术进行了研究。研究结果表明:系统锚杆轴力较小,不超过12 k N,且拱部受压,边墙受拉;型钢、格栅钢架拱部平均应力分别为132 MPa和86 MPa,格栅应力相对均匀;新老黄土预留变形量建议取值分别为25~28 cm和10~15 cm;深浅埋分界深度为40~60 m;竖向初期支护与围岩接触压力实测较理论计算值小;浅、深埋隧道二次衬砌平均荷载分担比例为50%和10%;激振试验表明激振230万次后仰拱填充面的沉降稳定值≤0.5 mm,隧底饱和黄土未发现软化、泥化现象;大断面黄土隧道一般地段宜采用三台阶法开挖;砂质黄土浅埋下穿高速公路采用双侧壁导坑法施工时,地表沉降可控制在5 cm以内;可采用水泥土挤密桩消除隧道基础黄土湿陷性;饱和黄土隧道以排为主的方案可行。 展开更多
关键词 郑西高铁 黄土隧道 支护参数 施工方法 沉降控制 基础处理 动力特性 防排水
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支撑参数对船舶轴系-轴承-基座系统振动特性影响研究 被引量:8
16
作者 李全超 俞强 刘伟 《舰船科学技术》 北大核心 2016年第6期101-104,共4页
针对支撑参数改变轴系振动特性问题,建立轴系-轴承-基座系统分析模型,研究轴承支撑刚度、基座支撑刚度等支撑参数对系统振动固有特性、振动传递特性的影响规律,并提出轴系减振设计参数控制方向。分析结果表明:轴系横向振动模态频率对轴... 针对支撑参数改变轴系振动特性问题,建立轴系-轴承-基座系统分析模型,研究轴承支撑刚度、基座支撑刚度等支撑参数对系统振动固有特性、振动传递特性的影响规律,并提出轴系减振设计参数控制方向。分析结果表明:轴系横向振动模态频率对轴承刚度、基座刚度在某些区间较为敏感;轴系横向振动部分稳定模态频率不随支撑参数改变;螺旋桨轴承强基座刚度、弱轴承刚度,有利于降低螺旋桨横向激励力通过轴系向螺旋桨轴承的传递;舱内油润滑轴承支撑参数改变对降低螺旋桨轴承处的振动传递影响较小。 展开更多
关键词 船舶轴系 支撑参数 振动特性
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软弱破碎围岩隧道进洞新工法数值模拟及支护参数研究 被引量:7
17
作者 郝志喜 《工程建设与设计》 2019年第21期92-96,107,共6页
我国西部山区地形陡峻、地质条件复杂,尤其是软弱围岩隧道洞口段施工十分困难,易出现洞口边坡滑动失稳或者强度不足等问题,因此,对软弱围岩隧道进洞施工新技术开展研究对我国西部山区建设具有重要意义。论文依托于昆明市某高速公路段隧... 我国西部山区地形陡峻、地质条件复杂,尤其是软弱围岩隧道洞口段施工十分困难,易出现洞口边坡滑动失稳或者强度不足等问题,因此,对软弱围岩隧道进洞施工新技术开展研究对我国西部山区建设具有重要意义。论文依托于昆明市某高速公路段隧道建设工程,基于软弱围岩变形控制技术提出采用全断面开挖配合玻璃纤维锚杆超前支护的隧道进洞新工法,并采用有限元软件MIDAS/GTS NX对该工法进行全过程模拟,研究玻璃纤维锚杆布设间距、锚杆长度、搭接长度对掌子面核心土加固效果的影响。 展开更多
关键词 隧道进洞 软弱围岩 数值模拟 支护参数
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注浆锚索和加长锚杆联合支护在沿空掘巷中的应用研究 被引量:7
18
作者 崔非非 《煤炭科技》 2021年第6期122-125,共4页
小煤柱沿空掘巷易出现巷道变形量大、锚杆断裂、巷道翻修、维护困难等现实问题,严重影响矿井的采掘接替效率,增加了巷道支护成本。通过采用工程类比和数值模拟的方法,对注浆锚索和加长锚杆联合支护与单纯锚杆支护、加长锚杆和顶帮锚索支... 小煤柱沿空掘巷易出现巷道变形量大、锚杆断裂、巷道翻修、维护困难等现实问题,严重影响矿井的采掘接替效率,增加了巷道支护成本。通过采用工程类比和数值模拟的方法,对注浆锚索和加长锚杆联合支护与单纯锚杆支护、加长锚杆和顶帮锚索支护2种方式进行对比,确定了联合支护的支护参数。对矿井同等条件下的小煤柱沿空掘进巷道的支护具有重要的指导意义。 展开更多
关键词 沿空掘巷 注浆锚索 支护参数
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TBM隧洞围岩分级方法及支护体系研究
19
作者 邓铭江 谭忠盛 《隧道建设(中英文)》 CSCD 北大核心 2024年第2期205-224,I0005-I0024,共40页
目前TBM隧洞设计施工主要采用基于矿山法的围岩分级方法,但由于TBM法与矿山法隧洞施工存在很大差异,传统矿山法的围岩分级方法难以适用于TBM施工。为解决该问题,依托北疆供水二期工程,综合考虑围岩稳定性和围岩可掘性,选取围岩基本质量... 目前TBM隧洞设计施工主要采用基于矿山法的围岩分级方法,但由于TBM法与矿山法隧洞施工存在很大差异,传统矿山法的围岩分级方法难以适用于TBM施工。为解决该问题,依托北疆供水二期工程,综合考虑围岩稳定性和围岩可掘性,选取围岩基本质量指标BQ、岩石单轴饱和抗压强度Rc、岩体完整性系数KV和岩石磨蚀性指数CAI作为评价隧洞围岩性质的主要指标,统计18台TBM集群施工收集的近3000组BQ、Rc、KV等岩性指标数据,分析各项岩性指标与纯掘进速度PR及安全系数FS的变化规律,将TBM隧洞围岩分为Ⅰ~Ⅴ级共10个亚级。在此基础上,分析了敞开式TBM的施工特性,进而采用数值模拟方法,对各级围岩在不同支护参数下的稳定性进行对比分析,提出了适用于北疆地区水工隧洞各级围岩的隧洞支护体系及支护参数,共形成7套支护体系设计图,并结合现场实际工程对本文提出的围岩分级支护体系进行验证。现场监测数据表明,本文提出的TBM隧洞围岩分级支护体系有较好的适用性。 展开更多
关键词 TBM隧洞 围岩分级 大变形 岩爆 支护体系 支护参数
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厚煤层留窄煤柱沿空掘巷巷道支护设计 被引量:6
20
作者 戴磊 刘波涛 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2013年第6期37-40,共4页
针对某矿2502采区250206上工作面轨道巷,提出采用留窄煤柱沿空掘巷技术进行采掘。通过FlAC3D建模分析留设窄煤柱掘巷支护的方案,理论上研究了锚杆、锚索各个参数对巷道围岩变形控制的影响,确定了最优的参数。通过对250206上工作面轨道... 针对某矿2502采区250206上工作面轨道巷,提出采用留窄煤柱沿空掘巷技术进行采掘。通过FlAC3D建模分析留设窄煤柱掘巷支护的方案,理论上研究了锚杆、锚索各个参数对巷道围岩变形控制的影响,确定了最优的参数。通过对250206上工作面轨道巷进行现场应用,对巷道围岩多个测点进行数据监测,证明采用最优参数支护对巷道围岩起到了很好的支护效果。 展开更多
关键词 沿空掘巷 FLAC3D数值模拟 支护参数 巷道支护 围岩变形 窄煤柱
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