【摘要】：我國(guó)煤礦開(kāi)采逐步向深部轉(zhuǎn)移,深部環(huán)境除表現(xiàn)出較大的外荷載作用外,還存在高地溫、濕度上升和各項(xiàng)災(zāi)害環(huán)境如鹽害地下水侵蝕環(huán)境。在深部巷道錨噴支護(hù)工藝中,混凝土噴層受到高地溫、侵蝕性環(huán)境因素的影響,造成噴層耐久性下降,影響噴層支護(hù)和封閉效果的發(fā)揮。針對(duì)該問(wèn)題,本文通過(guò)理論研究、實(shí)驗(yàn)測(cè)定、模擬分析等方法,研究深部環(huán)境下噴射混凝土噴層劣化規(guī)律,并提出提高深井環(huán)境下混凝土噴層耐久性設(shè)計(jì)方案。選擇深部礦井典型環(huán)境因素,設(shè)計(jì)并進(jìn)行噴射混凝土碳化實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明水灰比是影響混凝土碳化主要材料因素,溫度是促進(jìn)噴射混凝土碳化的主要環(huán)境因素。碳化后混凝土28d抗壓強(qiáng)度是未碳化試件的1.1～1.2倍左右,但噴層碳化引起噴層堿度降低,不利于混凝土對(duì)錨桿(網(wǎng))的封閉保護(hù)作用,因此以引入減水劑的方式控制碳化過(guò)程,結(jié)果認(rèn)為減水劑能夠改善混凝土噴層碳化深度。其微觀機(jī)理是減水劑使混凝土內(nèi)部大孔比例明顯降低,提升了試件的密實(shí)程度。設(shè)計(jì)并進(jìn)行噴射混凝土硫酸鹽侵蝕實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明混凝土的質(zhì)量變化隨侵蝕齡期的增加呈先增大后減小的趨勢(shì),質(zhì)量損失率在28d至42d間趨于穩(wěn)定。對(duì)噴射混凝土損傷度測(cè)定結(jié)果表明損傷度在早齡期下變化不明顯,在42d齡期左右趨于穩(wěn)定,超過(guò)56d后損傷度呈不可逆增長(zhǎng)。通過(guò)摻入鋼纖維研究混凝土硫酸鹽層侵蝕改善特性,結(jié)果表明鋼纖維對(duì)混凝土損傷具有明顯改善作用。計(jì)算了錨噴支護(hù)條件下混凝土噴層厚度的合理區(qū)間,并選取了 3個(gè)不同噴厚值進(jìn)行混凝土噴層在深井高地應(yīng)力環(huán)境下的承載特性模擬。結(jié)果表明在此深部巷道條件一次噴射厚度70mm時(shí),塑性區(qū)范圍減小,噴層受壓與拱頂位移沉降量也有下降,考慮到噴厚對(duì)錨噴承載的保護(hù)層特性,認(rèn)為選擇70mm噴厚更為合理。以優(yōu)化后的配合比和合理的噴厚指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用,并對(duì)噴層進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)取樣,在實(shí)驗(yàn)條件下對(duì)噴層試件的28d抗壓強(qiáng)度和巷道拱頂、兩幫移進(jìn)量進(jìn)行實(shí)測(cè),結(jié)果顯示,試件的28d抗壓強(qiáng)度符合要求,拱頂和兩幫收斂量符合要求,表明優(yōu)化后的噴層強(qiáng)度發(fā)展和支護(hù)特性較好,能夠滿足試驗(yàn)巷道的支護(hù)要求。
【學(xué)位授予單位】：山東科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU528;TD353
【圖文】：

、強(qiáng)度特性的變化，在此基礎(chǔ)上研宄減水劑對(duì)減小噴射混地下水環(huán)境中的硫酸鹽對(duì)混凝土噴層的侵蝕，配置不同析硫酸鹽侵蝕作用下混凝土噴層的質(zhì)量損失、表觀形態(tài)損傷度的變化，并以摻入鋼纖維的方式分析鋼纖維對(duì)試件的改善，從而保障噴層的抗侵蝕性。逡逑混凝土噴射厚度對(duì)錨噴支護(hù)效果的改善逡逑土噴層為研宄對(duì)象，利用Ｆｌａｃ３Ｄ軟件模擬某深井巷道高錨噴支護(hù)的承載效果影響，得到該噴厚下巷道的塑性區(qū)范通過(guò)塑性區(qū)范圍和監(jiān)測(cè)點(diǎn)位移沉降值兩個(gè)指標(biāo)獲得最佳噴噴射厚度保障深部礦井錨噴支護(hù)下巷道變形和支護(hù)效果。逡逑路線圖逡逑文的研宄內(nèi)容，本文的技術(shù)路線圖設(shè)計(jì)如下：逡逑深部ｒ＃噴

本文編號(hào)：2716007