深井軟巖巷道底鼓力學(xué)分析及治理研究
發(fā)布時(shí)間:2022-08-11 15:34
長(zhǎng)期以來(lái),軟巖巷道底鼓一直是困擾煤礦安全生產(chǎn)的難題,軟巖巷道具有來(lái)壓快、頂?shù)装逡灼扑、變形量大、難維護(hù)、容易返修等特點(diǎn)。因此,尋求有效的控制方法就顯得尤為重要。本篇論文以上海廟礦區(qū)為研究背景,通過(guò)實(shí)驗(yàn)、理論分析、數(shù)值模擬、現(xiàn)場(chǎng)工程實(shí)測(cè)等方法進(jìn)行研究,主要的方法和結(jié)論有:(1)通過(guò)在壓力機(jī)上進(jìn)行單軸壓縮試驗(yàn)得到不同巖石試樣(老底粉砂巖、直接底粉砂質(zhì)泥巖)的平均單軸抗壓強(qiáng)度、普氏系數(shù)、彈性模量等基本巖石力學(xué)參數(shù)和全應(yīng)力應(yīng)變曲線。(2)結(jié)合巷道實(shí)際情況對(duì)底鼓影響因素研究分析,認(rèn)為巷道底鼓的影響因素為底板巖層的本身的性質(zhì)、巖層的應(yīng)力狀態(tài)、支承壓力,水理性,巷道圍巖的支護(hù)強(qiáng)度和巷道斷面形狀,其中主導(dǎo)因素是巷道開(kāi)挖后受力情況。并且按底鼓鼓入方式和底鼓量大小確定了底鼓的類(lèi)型。(3)通過(guò)對(duì)掘進(jìn)巷底板的受力情況進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)装迥軌虺惺艿淖畲髴?yīng)力小于底板受到的最大支承力時(shí),底板在力的作用下無(wú)法保持原有的狀態(tài),發(fā)生破壞。此時(shí)在巷道底板一定范圍內(nèi)形成了三個(gè)區(qū)域,分別是主動(dòng)破壞區(qū),擠壓過(guò)渡區(qū),擠壓被動(dòng)區(qū)。將底板簡(jiǎn)化為兩端固支的模型,計(jì)算時(shí)將模型變形產(chǎn)生的撓度ω當(dāng)做底鼓量,從而推導(dǎo)出底鼓量估算公式,通過(guò)工程算...
【文章頁(yè)數(shù)】:74 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 課題研究背景與意義
1.2 巷道底鼓國(guó)內(nèi)外研究的現(xiàn)狀
1.2.1 底鼓機(jī)理研究現(xiàn)狀
1.2.2 巷道底鼓控制技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.3 本文研究主要內(nèi)容和方法
1.4 創(chuàng)新點(diǎn)
1.5 技術(shù)路線
2 礦井概況及底板巖石力學(xué)參數(shù)
2.1 自然地理
2.1.1 地形及地貌
2.1.2 氣候特征
2.1.3 河流與水體
2.2 井田地質(zhì)
2.2.1 地層概況
2.2.2 含煤地層
2.2.3 主采煤地層
2.3 底板巖石抗壓強(qiáng)度測(cè)試
2.3.1 巖石試樣的采取及試件制作
2.3.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
2.3.3 實(shí)驗(yàn)步驟
2.3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄
2.4 本章小結(jié)
3 巷道底鼓分類(lèi)、機(jī)理及其影響因素
3.1 巷道底鼓的特征分析
3.2 巷道底鼓的機(jī)理的確定
3.2.1 底鼓機(jī)理的分類(lèi)
3.2.2 掘進(jìn)巷道底鼓機(jī)理的確定
3.3 底鼓的相關(guān)因素分析
3.3.1 圍巖性態(tài)分析
3.3.2 巖層應(yīng)力分析
3.3.3 支承壓力分析
3.3.4 水理作用分析
3.3.5 支護(hù)強(qiáng)度分析
3.3.6 巷道斷面形狀分析
3.3.7 主導(dǎo)因素的確定
3.4 巷道底鼓分類(lèi)
3.5 本章小節(jié)
4 巷道底鼓的力學(xué)分析及底鼓量的估算
4.1 巷道開(kāi)挖后圍巖應(yīng)力分析
4.2 巷道底鼓的力學(xué)機(jī)理分析
4.3 軟巖巷道底鼓量的估算
4.3.1 底鼓量的理論計(jì)算
4.3.2 公式分析
4.3.3 工程算例
4.4 本章小結(jié)
5 巷道底鼓防治技術(shù)的模擬
5.1 FLAC~(3D)數(shù)值模擬分析方法簡(jiǎn)介
5.1.1 數(shù)值模擬軟件的選擇
5.1.2 FLAC~(3D)的優(yōu)點(diǎn)
5.1.3 本構(gòu)模型原理
5.2 數(shù)值計(jì)算模型的建立
5.2.1 地質(zhì)條件
5.2.2 工程地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型
5.2.3 數(shù)值計(jì)算模型及模擬驗(yàn)證
5.3 側(cè)壓系數(shù)對(duì)底板的影響
5.4 不同底鼓治理方案模擬
5.4.1 治理方法的提出
5.4.2 底板錨桿的模擬
5.4.3 底板卸壓槽的模擬
5.4.4 聯(lián)合法的模擬
5.5 本章小結(jié)
6 現(xiàn)場(chǎng)工程實(shí)踐檢驗(yàn)
6.1 現(xiàn)場(chǎng)工程實(shí)踐
6.1.1 綜合監(jiān)測(cè)
6.1.2 日常監(jiān)測(cè)
6.2 監(jiān)測(cè)結(jié)果
6.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
在學(xué)研究成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]盤(pán)區(qū)巷道底鼓發(fā)生機(jī)理與控制技術(shù)研究[J]. 劉朝科,任建喜. 煤炭技術(shù). 2015(06)
[2]基于煤層巷道開(kāi)挖卸荷效應(yīng)的底板沖擊孕育過(guò)程研究[J]. 徐學(xué)鋒,劉軍,張銀亮. 煤田地質(zhì)與勘探. 2015(02)
[3]地下洞庫(kù)巷道開(kāi)挖引起的圍巖變形特征[J]. 李勝杰,李兵,華永杰,于寧寧. 華北地震科學(xué). 2013(S1)
[4]深部開(kāi)采全煤硐室圍巖變形機(jī)理及底鼓控制技術(shù)[J]. 高喜才,伍永平,邵學(xué)敏. 煤炭科學(xué)技術(shù). 2013(04)
[5]復(fù)雜圍巖大斷面回采巷道底鼓控制研究[J]. 李延軍,王紅偉,曾佑富. 煤炭工程. 2012(11)
[6]深部軟巖煤巷底鼓控制技術(shù)[J]. 伍永平,于水,高喜才,張艷麗. 煤炭科學(xué)技術(shù). 2012(06)
[7]傾斜煤層軟巖巷道底鼓機(jī)理分析及控制技術(shù)[J]. 王紅偉,張建華,曾佑富. 煤炭工程. 2012(06)
[8]底角錨桿控制巷道底臌的數(shù)值模擬[J]. 肖福坤,張純杰,高立偉,岳洋洋. 黑龍江科技學(xué)院學(xué)報(bào). 2012(02)
[9]亭南煤礦軟巖巷道底鼓機(jī)理及控制對(duì)策[J]. 呂強(qiáng),陳方明. 煤炭工程. 2011(12)
[10]高應(yīng)力巷道底板卸壓槽防治底鼓的機(jī)理研究及實(shí)踐[J]. 楊青松,高明仕,劉波濤,雷喜良. 煤炭工程. 2011(08)
碩士論文
[1]煤礦巷道底臌機(jī)理及其控制技術(shù)研究[D]. 馬榮輝.西安科技大學(xué) 2016
[2]建莊煤礦采區(qū)巷道底臌機(jī)理及其控制技術(shù)研究[D]. 李龍.西安科技大學(xué) 2014
[3]棗泉煤礦高地應(yīng)力動(dòng)壓巷道預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)技術(shù)研究[D]. 韓正龍.西安科技大學(xué) 2014
[4]棗泉煤礦回采巷道支護(hù)技術(shù)研究[D]. 王軍.西安科技大學(xué) 2013
本文編號(hào):3674919
【文章頁(yè)數(shù)】:74 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 課題研究背景與意義
1.2 巷道底鼓國(guó)內(nèi)外研究的現(xiàn)狀
1.2.1 底鼓機(jī)理研究現(xiàn)狀
1.2.2 巷道底鼓控制技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.3 本文研究主要內(nèi)容和方法
1.4 創(chuàng)新點(diǎn)
1.5 技術(shù)路線
2 礦井概況及底板巖石力學(xué)參數(shù)
2.1 自然地理
2.1.1 地形及地貌
2.1.2 氣候特征
2.1.3 河流與水體
2.2 井田地質(zhì)
2.2.1 地層概況
2.2.2 含煤地層
2.2.3 主采煤地層
2.3 底板巖石抗壓強(qiáng)度測(cè)試
2.3.1 巖石試樣的采取及試件制作
2.3.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
2.3.3 實(shí)驗(yàn)步驟
2.3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄
2.4 本章小結(jié)
3 巷道底鼓分類(lèi)、機(jī)理及其影響因素
3.1 巷道底鼓的特征分析
3.2 巷道底鼓的機(jī)理的確定
3.2.1 底鼓機(jī)理的分類(lèi)
3.2.2 掘進(jìn)巷道底鼓機(jī)理的確定
3.3 底鼓的相關(guān)因素分析
3.3.1 圍巖性態(tài)分析
3.3.2 巖層應(yīng)力分析
3.3.3 支承壓力分析
3.3.4 水理作用分析
3.3.5 支護(hù)強(qiáng)度分析
3.3.6 巷道斷面形狀分析
3.3.7 主導(dǎo)因素的確定
3.4 巷道底鼓分類(lèi)
3.5 本章小節(jié)
4 巷道底鼓的力學(xué)分析及底鼓量的估算
4.1 巷道開(kāi)挖后圍巖應(yīng)力分析
4.2 巷道底鼓的力學(xué)機(jī)理分析
4.3 軟巖巷道底鼓量的估算
4.3.1 底鼓量的理論計(jì)算
4.3.2 公式分析
4.3.3 工程算例
4.4 本章小結(jié)
5 巷道底鼓防治技術(shù)的模擬
5.1 FLAC~(3D)數(shù)值模擬分析方法簡(jiǎn)介
5.1.1 數(shù)值模擬軟件的選擇
5.1.2 FLAC~(3D)的優(yōu)點(diǎn)
5.1.3 本構(gòu)模型原理
5.2 數(shù)值計(jì)算模型的建立
5.2.1 地質(zhì)條件
5.2.2 工程地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型
5.2.3 數(shù)值計(jì)算模型及模擬驗(yàn)證
5.3 側(cè)壓系數(shù)對(duì)底板的影響
5.4 不同底鼓治理方案模擬
5.4.1 治理方法的提出
5.4.2 底板錨桿的模擬
5.4.3 底板卸壓槽的模擬
5.4.4 聯(lián)合法的模擬
5.5 本章小結(jié)
6 現(xiàn)場(chǎng)工程實(shí)踐檢驗(yàn)
6.1 現(xiàn)場(chǎng)工程實(shí)踐
6.1.1 綜合監(jiān)測(cè)
6.1.2 日常監(jiān)測(cè)
6.2 監(jiān)測(cè)結(jié)果
6.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
在學(xué)研究成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]盤(pán)區(qū)巷道底鼓發(fā)生機(jī)理與控制技術(shù)研究[J]. 劉朝科,任建喜. 煤炭技術(shù). 2015(06)
[2]基于煤層巷道開(kāi)挖卸荷效應(yīng)的底板沖擊孕育過(guò)程研究[J]. 徐學(xué)鋒,劉軍,張銀亮. 煤田地質(zhì)與勘探. 2015(02)
[3]地下洞庫(kù)巷道開(kāi)挖引起的圍巖變形特征[J]. 李勝杰,李兵,華永杰,于寧寧. 華北地震科學(xué). 2013(S1)
[4]深部開(kāi)采全煤硐室圍巖變形機(jī)理及底鼓控制技術(shù)[J]. 高喜才,伍永平,邵學(xué)敏. 煤炭科學(xué)技術(shù). 2013(04)
[5]復(fù)雜圍巖大斷面回采巷道底鼓控制研究[J]. 李延軍,王紅偉,曾佑富. 煤炭工程. 2012(11)
[6]深部軟巖煤巷底鼓控制技術(shù)[J]. 伍永平,于水,高喜才,張艷麗. 煤炭科學(xué)技術(shù). 2012(06)
[7]傾斜煤層軟巖巷道底鼓機(jī)理分析及控制技術(shù)[J]. 王紅偉,張建華,曾佑富. 煤炭工程. 2012(06)
[8]底角錨桿控制巷道底臌的數(shù)值模擬[J]. 肖福坤,張純杰,高立偉,岳洋洋. 黑龍江科技學(xué)院學(xué)報(bào). 2012(02)
[9]亭南煤礦軟巖巷道底鼓機(jī)理及控制對(duì)策[J]. 呂強(qiáng),陳方明. 煤炭工程. 2011(12)
[10]高應(yīng)力巷道底板卸壓槽防治底鼓的機(jī)理研究及實(shí)踐[J]. 楊青松,高明仕,劉波濤,雷喜良. 煤炭工程. 2011(08)
碩士論文
[1]煤礦巷道底臌機(jī)理及其控制技術(shù)研究[D]. 馬榮輝.西安科技大學(xué) 2016
[2]建莊煤礦采區(qū)巷道底臌機(jī)理及其控制技術(shù)研究[D]. 李龍.西安科技大學(xué) 2014
[3]棗泉煤礦高地應(yīng)力動(dòng)壓巷道預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)技術(shù)研究[D]. 韓正龍.西安科技大學(xué) 2014
[4]棗泉煤礦回采巷道支護(hù)技術(shù)研究[D]. 王軍.西安科技大學(xué) 2013
本文編號(hào):3674919
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