【摘要】：本文以皖北祁東礦Ⅱ1051綜采工作面深部軟巖巷道現(xiàn)場監(jiān)測到的圍巖破壞與變形特征為工程地質(zhì)背景,采用理論分析、數(shù)值模擬、實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)與現(xiàn)場實(shí)測相結(jié)合的綜合研究方法,對(duì)皖北祁東礦Ⅱ1051綜采工作面軟巖巷道的圍巖變形、破壞進(jìn)行了系統(tǒng)深入的研究。開展了深埋巷道圍巖穩(wěn)定性分析,建立了軟巖巷道圍巖分析的力學(xué)模型,研究了巷道周邊應(yīng)力及位移分布,獲得了巷道變形與時(shí)間成冪函數(shù)關(guān)系,通過實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)獲得了軟巖巷道圍巖的物理力學(xué)參數(shù);采用數(shù)值模擬方法揭示了深埋軟巖巷道的圍巖變形破壞特征,并在現(xiàn)場得到了驗(yàn)證,取得了良好的效果。論文取得了以下主要研究成果:(1)依據(jù)祁東礦Ⅱ1051綜采工作面深部軟巖巷道的破壞變形規(guī)律,基于粘彈性理論,建立了針對(duì)深部軟巖巷道圍巖穩(wěn)定性分析的力學(xué)模型,揭示了巷道圍巖的應(yīng)力與位移的分布規(guī)律,獲得了巷道圍巖破壞與時(shí)間的關(guān)系。(2)通過現(xiàn)場對(duì)巷道頂板巖層所取巖石進(jìn)行巖石力學(xué)參數(shù)測定,得出了Ⅱ1051巷道頂板一定范圍內(nèi)的巖石的單軸抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、彈性模量及泊松比等參數(shù),為實(shí)現(xiàn)對(duì)深埋Ⅱ1051巷道控制技術(shù)提供了一定的基礎(chǔ)參數(shù)。(3)深埋Ⅱ1051巷道受開采擾動(dòng)的影響,巷道內(nèi)部圍巖局部區(qū)域呈現(xiàn)出應(yīng)力集中現(xiàn)象,隨著時(shí)間的增加,應(yīng)力峰值與應(yīng)力集中程度也不斷增加,則應(yīng)力集中系數(shù)也不斷增大,在這一過程中,巷道圍巖內(nèi)的應(yīng)力不斷向巷道空間內(nèi)部轉(zhuǎn)移釋放,在巷道兩幫一定區(qū)域內(nèi)形成應(yīng)力降低區(qū),隨著時(shí)間的持續(xù)增加,圍巖逐漸趨于穩(wěn)定。(4)深部軟巖巷道圍巖在高應(yīng)力及強(qiáng)擾動(dòng)條件下具有較大的變形與變形范圍,同時(shí),隨著圍巖內(nèi)的應(yīng)力一定程度的釋放,巷道圍巖變形更加劇烈,最后區(qū)域穩(wěn)定。(5)通過對(duì)巷道支護(hù)體系與施工工藝進(jìn)行設(shè)計(jì),為相似地質(zhì)條件的巷道支護(hù)提供了一定的參考,同時(shí)也為該支護(hù)技術(shù)及方案的進(jìn)一步優(yōu)化做了鋪墊,實(shí)現(xiàn)了對(duì)深埋巷道變形破壞有效控制。(6)采用數(shù)值模擬方法對(duì)巷道圍巖進(jìn)行有無支護(hù)的方案進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn),采用新的設(shè)計(jì)方案后,巷道圍巖呈應(yīng)力集中系數(shù)減小、變形量降低、破壞范圍也降低,表明新的支護(hù)設(shè)計(jì)方案優(yōu)于原有設(shè)計(jì)方案,取得了良好的效果。(7)根據(jù)現(xiàn)場實(shí)測,通過有效支護(hù)方式對(duì)巷道圍巖進(jìn)行支護(hù),在對(duì)巷道圍巖強(qiáng)度及剛度進(jìn)行整體加強(qiáng)后,其承載能力大大加強(qiáng),進(jìn)而使得巷道頂板的下沉和底鼓以及兩幫的變形得到了有效控制。
【圖文】：

圖 2.1 圓形巷道的粘彈性力學(xué)分析模型Fig. 2.1 Viscoelastic mechanics analysis model of circular roadway深埋軟巖巷道粘彈性力學(xué)分析模型采用極坐標(biāo)進(jìn)行求解大大方便了求解過程，因此，計(jì)算過程中合理的系對(duì)于計(jì)算過程非常重要，如圖 2.2 所示，可以方便的計(jì)算出圓形巷道周應(yīng)力分布形態(tài)[123]。

圖 2.1 圓形巷道的粘彈性力學(xué)分析模型iscoelastic mechanics analysis model of circu彈性力學(xué)分析求解大大方便了求解過程，因此，重要，，如圖 2.2 所示，可以方便的
【學(xué)位授予單位】：湖南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TD353

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2547534