在我國,礦山采礦深度每年都在增加,但隨著采礦深度增加,地應力也隨之增大,使得井下巷道易受力變形,甚至直接損壞,嚴重影響井下安全和采礦效率。因此,研究巷道周圍巖石的破壞特性并加強巷道支護,對于深礦安全高效開采具有重要意義。本文以甘肅金川礦區(qū)銅鎳礦深部井下巷道為研究對象,通過對深部開采中巷道支護變形損壞的研究,來梳理總結深部開采經驗,探究影響巷道變形的因素、巷道破壞特性、巷道變形機理和巷道支護材料、方式,對比不同支護方式的成效,研究最安全、最適合現(xiàn)場施工的支護方式。結論如下:（1）在探究應變較高的軟巖巷道圍巖的控制原則以及支護體與圍巖的相互作用機理的基礎上,建議采用帶反底拱直墻半圓拱型+高強度錨桿+錨索+鋼筋網(wǎng)+噴砼多結構耦合的支護方式,通過底板和長錨索對巷道重要部位進行強化支護,以提升深部巷道的穩(wěn)定性。（2）根據(jù)初次支護下巷道的變形量和速度,確定長錨索的最佳耦合時間為:巷道開挖后緊接著進行錨桿支護,但錨索支護落后2到3天,則錨桿索和周圍巖石的連接可充分實現(xiàn)。通過工程實踐優(yōu)化,確定了長錨索托板的大小為80×80×20mm、200×200×20mm,長錨索和圍巖間的作用符合空間上的壓力要求。... 

【文章來源】：蘭州大學甘肅省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：54 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圍巖結構特征

蘭州大學碩士學位論文金川礦區(qū)深部開采巷道不同支護形式分析7p0—初始抵抗能力；pi—支護抗壓能力；δ—螺旋線夾角R0—半徑；Rp—塑性區(qū)半徑圖2-2圍巖的滑移圖通過錨桿的錨固強度能夠提高受損表面的抵抗能力，此外錨桿本身也有一定的抗剪切能力，雙方的聯(lián)合作用提高了對受損表面抗剪切能力，受損害地區(qū)的聚合能力也增加了，對受損害地區(qū)的內聚力計算為：式中：Cd-進行保護后受損表面的抵抗力(兆帕)；C-進行保護后受損表面的內部壓力(兆帕)；σS-受損地面的承受力(兆帕）；φ-受損地面內部摩擦角度(°)；Sc-錨桿之間的距離(米)；St-錨桿之間的前后距離(米)。（2）提高圍巖的內摩擦角。深部巷道的錨桿支護并施加預應力，在錨固范圍內形成了周圍巖石的壓縮區(qū)，當錨桿之間的距離很小時，壓縮區(qū)就會相互重疊。因此，錨固區(qū)域內的圍巖

蘭州大學碩士學位論文金川礦區(qū)深部開采巷道不同支護形式分析8形成一個壓縮帶，從而增加圍巖的內部摩擦角。按照莫爾庫倫準則，錨桿保護的后的圍巖莫爾圓如下圖所示（圖2-3）：資料來源：李海江.高地應力不同斷面形狀巷道圍巖破壞特征及支護試驗研究[J].河北：河北工程大學碩士論文.2016.圖2-3錨桿支護后圍巖莫爾圓進行保護之后的圍巖受損面內部摩擦角度：式中：φ′-保護后的圍巖內部摩擦角度(°)；cσ-保護后的圍巖單面抵抗力(兆帕a)；C′-保護后的圍巖內部壓力(兆帕)。（3）增加圍巖的形變模量。在對深部巷道周圍的巖石進行錨桿支護后，周圍巖石會隨著錨桿的的形變而變形，因為錨桿本來的變形量比周圍巖石的變形量大，因此，錨桿支護后周圍巖石的變形量增加，可大概表示為：式中：E′-保護后圍巖改變形狀模量(兆帕)；E-保護前圍巖改變形狀模量(兆帕)；Eb-受損地面的正應力(兆帕)；D-錨桿直徑，毫米m；Sc-錨桿之間的距離(米)；St-錨桿之間的前后距離(米)。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]深部巷道局部弱支護效應分析與圍巖控制技術研究[D]. 張金松.安徽理工大學 2015
[2]軟弱圍巖隧道新型半剛性網(wǎng)殼襯砌結構研究及應用[D]. 龐建勇.東南大學 2006

碩士論文
[1]高地應力不同斷面形狀巷道圍巖破壞特征及支護試驗研究[D]. 李海江.河北工程大學 2016
[2]高應力軟巖回采巷道錨網(wǎng)索耦合支護技術研究[D]. 王俊超.西安科技大學 2013



本文編號：3570842