論文結(jié)合山東某沖擊型深井35003工作面回采巷道圍巖變形極其嚴(yán)重,深部高應(yīng)力軟巖易破壞難支護(hù)的特點(diǎn)開展研究。根據(jù)該礦井建設(shè)的地質(zhì)勘探資料,研究確定了研究區(qū)域內(nèi)相關(guān)巖體的物理力學(xué)性態(tài)參數(shù)值;比較研究、分析了傳統(tǒng)高應(yīng)力軟巖巷道變形控制技術(shù)存在的不足,系統(tǒng)研究了卸壓技術(shù)、卸壓機(jī)理;研究設(shè)計(jì)了沖擊型深井回采巷道支護(hù)設(shè)計(jì)方案及卸壓孔的布置方式;通過采用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)建立了研究區(qū)域計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算的地質(zhì)模型,模擬分析了單獨(dú)掘進(jìn)巷道并采取鉆孔卸壓技術(shù)對其卸壓后,該回采巷道圍巖的應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài)以及卸壓孔的開孔效果;優(yōu)化得出山東某礦35003工作面回采巷道卸壓支護(hù)的最佳方案,并采用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)開展了數(shù)值分析、驗(yàn)證;以將圍巖變形控制在合理范圍內(nèi)、保證該礦煤炭回采工作能夠安全順利進(jìn)行,為該礦井安全正常生產(chǎn)提供了指導(dǎo)。 

【文章來源】：上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)上海市

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【圖文】：

鉆孔卸壓原理圖

第20頁上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文3.2卸壓孔的力學(xué)特性分析對所研究的卸壓孔提出以下基本假設(shè):1）圍巖為均質(zhì)、各向同性的線彈性體，且無蠕變或粘性特性;2）當(dāng)卸壓孔本身位于地表一定深度下時(shí)，忽略鉆孔周圍一定區(qū)域自重的影響，原巖應(yīng)力為各向等壓狀態(tài)，側(cè)壓力系數(shù)取1;3）鉆孔長度為無限長，鉆孔半徑為鉆孔為r的圓形，鉆孔作平面應(yīng)變問題處理。取鉆孔的圓心為坐標(biāo)原點(diǎn)，ra為鉆孔半徑，rb為鉆孔相應(yīng)應(yīng)力和變形影響圈半徑，鉆孔力學(xué)模型如圖3.2所示。圖3.2鉆孔模型示意圖Fig3.2Schematicdiagramofthedrillingmodel3.2.1鉆孔圍巖彈性分析根據(jù)上所示卸壓孔周圍的應(yīng)力應(yīng)變問題近似等同于有一定厚度圓環(huán)的應(yīng)力應(yīng)變問題，此時(shí)我們近似假設(shè)為厚壁圓筒的彈性問題。此時(shí)較為特殊的是彈性區(qū)r2的半徑趨近于∞，且塑性區(qū)半徑與彈性區(qū)半徑r1/r2趨近于0，帶入厚壁圓筒所得應(yīng)力公式:r212221212221212222(1)(1)errrrrPPrrrrrr2222112221(1)rrPPrr（3-1）2112221212221212222(1)(1)(1)errrrrPPrrrrrr2221122212(1)rrPPrr（3-2）將r2的半徑趨近于∞帶入厚壁圓筒所得應(yīng)變公式：

第22頁上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文應(yīng)力圓與強(qiáng)度可知有以下關(guān)系，如圖3.3。圖3.3塑性區(qū)內(nèi)應(yīng)力圓與強(qiáng)度曲線關(guān)系Fig3.3Relationshipbetweenstresscircleandintensitycurveinplasticzone即當(dāng)強(qiáng)度曲線與莫爾圓相切時(shí)，巖體此時(shí)即為塑性狀態(tài)，此時(shí)由圖3.3可得：2sincot2PPrPPrc(1sin)(1sin)2cosPPrc（3-8）式中：Pr—為塑性區(qū)軸向應(yīng)力P—為塑性區(qū)切向應(yīng)力c—為粘聚力聯(lián)立式（3-7）及式（3-8），即可得出極限平衡狀態(tài)下的塑性區(qū)應(yīng)力：2sinln(cot)ln1sinPrcrC（3-9）由于鉆孔周圍并沒有相應(yīng)的軸向應(yīng)力，因此此時(shí)0Prra帶入到式（3-9）得：2sinln(cot)ln1sinCca（3-10）將式（3-10）帶入式（3-9）整理后可得：2sin1sincot()cotPrrcca（3-11）將式（3-10）帶入式（3-8）整理后可得：

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3535570