發(fā)布時(shí)間：2017-10-22 11:11

  本文關(guān)鍵詞：回采巷道圍巖峰后大變形規(guī)律及穩(wěn)定性控制研究

  更多相關(guān)文章： 大變形規(guī)律 RFPA數(shù)值模擬 支護(hù)平衡 穩(wěn)定性控制

【摘要】：隨著我國煤炭資源開采不斷轉(zhuǎn)向深部開采,巷道圍巖發(fā)生峰后大變形已發(fā)展成為一種普遍現(xiàn)象。由于回采巷道在巷道布置及巖性選擇方面存在一定局限性,且受工作面采動(dòng)與臨近巷道掘進(jìn)影響較大,往往導(dǎo)致礦壓顯現(xiàn)較為劇烈,因而回采巷道圍巖極易發(fā)生峰后大變形,甚至絕大部分巷道圍巖從掘進(jìn)開始就已經(jīng)處于峰后破壞狀態(tài)�；夭上锏谰哂蟹⻊�(wù)年限短、開掘里程長、開掘次數(shù)頻繁、安全性能要求高的特點(diǎn)。如何平衡安全與經(jīng)濟(jì)這對相互矛盾的關(guān)系,始終是巷道支護(hù)領(lǐng)域面臨的一個(gè)難題。為了能夠有效控制因回采巷道圍巖發(fā)生峰后大變形而誘發(fā)巷道災(zāi)變,本文運(yùn)用理論分析、實(shí)驗(yàn)室物理力學(xué)試驗(yàn)及RFPA數(shù)值模擬等手段相結(jié)合,針對回采巷道大變形漸進(jìn)演化規(guī)律、失穩(wěn)機(jī)理、圍巖支護(hù)—平衡規(guī)律、支護(hù)控制技術(shù)等作了深入研究,主要做了以下工作:(1)運(yùn)用實(shí)驗(yàn)室力學(xué)試驗(yàn)以及RFPA數(shù)值試驗(yàn)等手段研究巖體在單向與三向壓縮狀態(tài)下的破裂規(guī)律,尤其是通過RFPA模擬,對巖體從起裂到破壞的整個(gè)過程進(jìn)行分析,得出巖體破裂全過程中伴隨的聲發(fā)射規(guī)律。(2)運(yùn)用RFPA數(shù)值模擬對四種典型回采巷道漸進(jìn)演化規(guī)律進(jìn)行研究,得出回采巷道的演化過程都是隨著巷道軟弱部位的劣化,最終導(dǎo)致上覆頂板破斷垮落,從而導(dǎo)致巷道的整體性失穩(wěn)。(3)基于巖體破裂規(guī)律研究,對大變形回采巷道圍巖進(jìn)行分區(qū),認(rèn)為大變形巷道的峰后變形是一個(gè)漸進(jìn)演化的動(dòng)態(tài)過程,巷道的變形失穩(wěn)體現(xiàn)出一定的漸進(jìn)性與動(dòng)態(tài)性。(4)基于對回采巷道大變形過程中圍巖波動(dòng)性平衡規(guī)律的系統(tǒng)性分析,從破損力學(xué)角度出發(fā),通過對圍巖各區(qū)的載荷分擔(dān)進(jìn)行推導(dǎo),推導(dǎo)出其所需支護(hù)力的大小,驗(yàn)證了峰后區(qū)圍巖—支護(hù)力之間存在波動(dòng)性平衡規(guī)律。(5)基于大變形回采巷道中峰后圍巖各分區(qū)載荷帶與承載帶相互轉(zhuǎn)化作用機(jī)制研究,在理論上構(gòu)想出一種可伸縮—注漿式錨桿,使得處于不同分區(qū)的峰后圍巖能充分發(fā)揮其承載能力,以達(dá)到控制圍巖大變形的目的。
【關(guān)鍵詞】：大變形規(guī)律 RFPA數(shù)值模擬 支護(hù)平衡 穩(wěn)定性控制
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD353
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 選題背景及其意義11-12
• 1.2 研究現(xiàn)狀及文獻(xiàn)綜述12-15
• 1.2.1 巖石峰后特性研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 巷道圍巖峰后變形機(jī)理研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.3 圍巖峰后大變形控制理論及技術(shù)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.4 目前存在的問題15
• 1.3 研究內(nèi)容及技術(shù)路線15-19
• 1.3.1 研究內(nèi)容15-16
• 1.3.2 技術(shù)路線16-19
• 第二章 巖體破裂規(guī)律研究19-35
• 2.1 引言19
• 2.2 單向壓縮作用下巖體破裂規(guī)律研究19-27
• 2.2.1 全應(yīng)力—應(yīng)變曲線19-21
• 2.2.2 巖體單軸抗壓力學(xué)試驗(yàn)21-23
• 2.2.3 巖體單軸抗壓數(shù)值模擬23-27
• 2.3 三向壓縮作用下巖體破裂規(guī)律研究27-33
• 2.3.1 巖體常規(guī)三軸試驗(yàn)建模27-28
• 2.3.2 不同圍壓下巖體破裂規(guī)律28-33
• 2.4 小結(jié)33-35
• 第三章 回采巷道圍巖峰后大變形漸進(jìn)演化規(guī)律數(shù)值模擬研究35-59
• 3.1 引言35-36
• 3.2 RFPA數(shù)值軟件基元本構(gòu)特性分析36-37
• 3.3 回采巷道圍巖大變形漸進(jìn)演化規(guī)律數(shù)值模擬研究37-58
• 3.3.1 材料主要參數(shù)37
• 3.3.2 兩幫較軟弱型巷道漸進(jìn)演化規(guī)律37-42
• 3.3.3 頂、幫較軟弱型巷道漸進(jìn)演化規(guī)律42-48
• 3.3.4 底、幫較軟弱型巷道漸進(jìn)演化規(guī)律48-52
• 3.3.5 頂、底、幫巖性相近型巷道漸進(jìn)演化規(guī)律52-58
• 3.4 小結(jié)58-59
• 第四章 回采巷道圍巖峰后大變形機(jī)理及支護(hù)—平衡規(guī)律研究59-81
• 4.1 引言59
• 4.2 圍巖大變形影響因素分析59-61
• 4.2.1 地質(zhì)因素59-60
• 4.2.2 時(shí)間因素60
• 4.2.3 支護(hù)時(shí)機(jī)與支護(hù)強(qiáng)度因素60-61
• 4.3 巷道圍巖峰后大變形演化過程及分區(qū)研究61-62
• 4.3.1 巷道圍巖峰后大變形演化過程61-62
• 4.3.2 峰后大變形巷道圍巖分區(qū)62
• 4.4 回采巷道圍巖失穩(wěn)機(jī)理研究62-70
• 4.4.1 巷道兩幫失穩(wěn)機(jī)理62-64
• 4.4.2 巷道邊角部位失穩(wěn)機(jī)理64-67
• 4.4.3 巷道頂板失穩(wěn)機(jī)理67-70
• 4.4.4 巷道底板失穩(wěn)機(jī)理70
• 4.5 峰后狀態(tài)下圍巖-支護(hù)平衡規(guī)律研究70-79
• 4.5.1 支護(hù)結(jié)構(gòu)與圍巖共同承載機(jī)制71-72
• 4.5.2 圍巖大變形峰后各區(qū)承載機(jī)制72-73
• 4.5.3 峰后階段圍巖載荷塊與承載塊相互轉(zhuǎn)化機(jī)制73
• 4.5.4 峰后大變形回采巷道圍巖波動(dòng)性平衡規(guī)律73-75
• 4.5.5 基于荷載分擔(dān)原理的支護(hù)—平衡規(guī)律研究75-79
• 4.6 小結(jié)79-81
• 第五章 回采巷道圍巖峰后大變形控制技術(shù)研究81-91
• 5.1 引言81
• 5.2 回采巷道錨固控制技術(shù)分析81-86
• 5.2.1 回采巷道圍巖控制理論81-83
• 5.2.2 兩幫較軟弱型巷道錨固控制方式83-84
• 5.2.3 頂、幫較軟弱型巷道錨固控制方式84
• 5.2.4 底、幫較軟弱型巷道錨固控制方式84-85
• 5.2.5 頂、底、幫巖性相近型巷道錨固控制方式85-86
• 5.3 峰后階段內(nèi)圍巖控制技術(shù)研究86-90
• 5.3.1 破裂圍巖主要控制方法86-87
• 5.3.2 可伸縮—注漿式錨桿理論構(gòu)想87-88
• 5.3.3 可伸縮—注漿式錨桿支護(hù)原理88-90
• 5.4 小結(jié)90-91
• 第六章 結(jié)論與展望91-93
• 6.1 結(jié)論91-92
• 6.2 展望92-93
• 參考文獻(xiàn)93-97
• 致謝97-99
• 附錄A：攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文99
• 附錄B：攻讀碩士期間參與的科研項(xiàng)目99
• 附錄C：攻讀碩士期間參加的學(xué)術(shù)會議及進(jìn)行的學(xué)術(shù)報(bào)告99

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