發(fā)布時(shí)間：2020-06-01 18:21

【摘要】：軟巖巷道圍巖具有明顯的大變形、高應(yīng)力、難支護(hù)的特性,圍巖控制問(wèn)題日益嚴(yán)重。根據(jù)巷道圍巖的變形應(yīng)力狀態(tài),設(shè)計(jì)與之匹配的支護(hù)型式,對(duì)于解決軟巖巷道的圍巖大變形問(wèn)題具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值。本論文采用地質(zhì)調(diào)查、理論分析、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)及數(shù)值模擬的研究手段形成一套基于地應(yīng)力與巖體工程特性的軟巖支護(hù)設(shè)計(jì)的技術(shù)體系。主要研究成果如下:(1)針對(duì)小康礦軟巖和地應(yīng)力以水平擠壓為主的特點(diǎn),提出圓形巷道全封閉的“錨噴網(wǎng)-U型鋼支架聯(lián)合支護(hù)技術(shù)”,確定預(yù)應(yīng)力錨桿(索)+U型鋼+壁后充填的新型支護(hù)參數(shù)和施工工藝,并通過(guò)模擬對(duì)比不同錨桿間距、錨固方式和預(yù)緊力下錨固效果,完成新型支護(hù)參數(shù)的優(yōu)化,確定錨桿間距800mm、加長(zhǎng)錨固方式和150kN預(yù)緊力的選擇是最優(yōu)的。(2)原有拱形開放式支護(hù)方式下的頂?shù)装逡平俾蕿?8.22mm/d,新型圓形全斷面封閉式支護(hù)方式下的頂?shù)装逡平俾蕿?.33mm/d,對(duì)比原有支護(hù)方式降低81.17%;由于掘進(jìn)對(duì)圍巖擾動(dòng)范圍小,故兩種支護(hù)方式下的兩幫收斂速率相差不大,分別為4.18mm/d、3.48mm/d,新型支護(hù)較原有支護(hù)降低16.75%;新型支護(hù)方式下錨桿受力均小于設(shè)計(jì)值,說(shuō)明錨桿未被破壞。因此在控制圍巖變形方面,新型支護(hù)方式的支護(hù)效果比原有支護(hù)方式更好。(3)通過(guò)對(duì)比兩種支護(hù)方式下的頂?shù)装逦灰屏�、兩幫收斂量及塑性區(qū)分布,說(shuō)明新型支護(hù)方式比原有支護(hù)對(duì)圍巖變形的控制效果更好;通過(guò)對(duì)新型支護(hù)下圍巖應(yīng)力情況,錨桿(索)、U型鋼支架及噴層的受力情況分析,發(fā)現(xiàn)所有支護(hù)體系受力符合方案的設(shè)計(jì)值,可以有效抵制圍巖來(lái)壓的影響,控制巷道圍巖的變形與破壞。錨噴網(wǎng)-U型鋼支架聯(lián)合支護(hù)技術(shù)為小康煤礦軟巖巷道支護(hù)帶來(lái)可靠的技術(shù)保障。
【圖文】：

２．２井田構(gòu)造應(yīng)力特征逡逑小康煤礦地處環(huán)渤海一帶，受太平洋板塊和亞歐板塊擠壓運(yùn)動(dòng)的影響，使得最大主逡逑應(yīng)力場(chǎng)方向?yàn)榻牛追较颍鐖D２．１所示。根據(jù)裂隙主要沿垂直最小主應(yīng)力方向發(fā)展的逡逑理論，可知煤層和頂?shù)装逯校牛紫蚬?jié)理比近ＳＮ向節(jié)理更發(fā)育。逡逑／邐＼逡逑？Ａｌ－邐＼逡逑Ｈｅ１ｔｏｄ，逡逑｜邋ｍ邋＿邐，廣邐）＇：／邋ｌｏｃａｌ邋ｍｏｄｉ邋ｊｒｉｓｍ逡逑：ｂｒｏａｋｏｕｔ逡逑／邋／ｙ／邋ｄｒｌｌ．ｎｄｕａｏｄｔ－ａｃ．逡逑、、，，？？’邐ｙＶ邋ｂｏｒｅｈｏｌｅｓｉＤｔｌｅｒ逡逑＾邐令－邋＊邐／／邋ｏｖｓｒｃｏｎｒ＾逡逑？邋．Ｎ邋ｉ邐／ｆ／Ｚ邋ｈｙｄｒｏ．邋Ｉｒａｃｔｊｒｃ逡逑＇？小康礦９＂丨．丨＂如此逡逑＇邐廠邋？邋，，邋Ｒｅｇｉｍｅ：逡逑ＮＦ邋ｆ邋ＳＳ邋＃ＴＦ邋０ｕ逡逑＂７＾邋ＩＶ逡逑圖２．丨小康礦井田構(gòu)造應(yīng)力圖逡逑Ｆｉｇ．邋２．１邋Ｔｅｃｔｏｎｉｃ邋ｓｔｒｅｓｓ邋ｏｆ邋Ｘ

其屈服值時(shí)巖體因破裂出現(xiàn)裂隙而擴(kuò)容膨脹，與此同時(shí)巖體應(yīng)力釋放后使而發(fā)生回彈膨脹；二是井巷開挖出現(xiàn)的裸露巖體受溫度等因素影響發(fā)生脫于強(qiáng)親水性粘土的存在，使得當(dāng)脫水風(fēng)干后的裸巖再次遇水會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的而導(dǎo)致體積膨脹。逡逑大變形：小康煤礦井巷開挖后，圍巖向開挖空間位移產(chǎn)生變形，且變形量嚴(yán)重時(shí)會(huì)充滿整個(gè)巷道。逡逑煤礦圍巖變形機(jī)制逡逑康煤礦軟巖巷道圍巖變形破壞特征逡逑小康煤礦巷道軟巖、強(qiáng)膨脹性、高地應(yīng)力的特點(diǎn)，使得小康煤礦軟巖巷道破壞。以Ｓ２Ｓ２工作面的運(yùn)輸順槽為例，變形破壞嚴(yán)重，不足６個(gè)月就需要直接影響其正常的運(yùn)輸功能，降低了礦井的煤礦產(chǎn)量。逡逑現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)調(diào)查，總結(jié)小康煤礦軟巖巷道變形破壞方式包括頂板大變形、底來(lái)壓迅猛、Ｕ型鋼支架破壞嚴(yán)重等，如圖２．２－２．４所示。逡逑
【學(xué)位授予單位】：大連交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TD353

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李學(xué)彬;楊仁樹;高延法;薛華俊;;楊莊礦軟巖巷道錨桿與鋼管混凝土支架聯(lián)合支護(hù)技術(shù)研究[J];采礦與安全工程學(xué)報(bào);2015年02期

2 王振;韓春;賈超;郭瑞;;深埋節(jié)理巖體隧洞開挖與支護(hù)的3DEC模擬[J];水電能源科學(xué);2013年06期

3 吳國(guó)三;;巖土工程數(shù)值模擬方法的發(fā)展[J];科技信息;2009年30期

4 郭志飚;李乾;王炯;;深部軟巖巷道錨網(wǎng)索-桁架耦合支護(hù)技術(shù)及其工程應(yīng)用[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2009年S2期

5 王思敬;;論巖石的地質(zhì)本質(zhì)性及其巖石力學(xué)演繹[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2009年03期

6 肖猛;丁德馨;莫勇剛;;軟巖巷道圍巖穩(wěn)定性的FLAC~(3D)數(shù)值模擬研究[J];礦業(yè)研究與開發(fā);2007年01期

7 劉紅崗;賀永年;韓立軍;蔣斌松;;大松動(dòng)圈圍巖錨注與預(yù)應(yīng)力錨索聯(lián)合支護(hù)技術(shù)的機(jī)理與實(shí)踐[J];中國(guó)礦業(yè);2007年01期

8 李明;徐林生;;婁山關(guān)隧道錨桿軸力分布型式及力學(xué)機(jī)理研究[J];公路隧道;2005年04期

9 王連國(guó),繆協(xié)興,董健濤,譚小寧;深部軟巖巷道錨注支護(hù)數(shù)值模擬研究[J];巖土力學(xué);2005年06期

10 姜耀東,劉文崗,趙毅鑫,殷作如,李建民,鄧智毅,洪溢清;開灤礦區(qū)深部開采中巷道圍巖穩(wěn)定性研究[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2005年11期

本文編號(hào)：2691882