針對復(fù)雜條件下大斷面軟弱煤幫巷道支護(hù)中出現(xiàn)的諸多難題,本文依托國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“大斷面巷道快速掘進(jìn)與支護(hù)基礎(chǔ)”和中國礦業(yè)大學(xué)（北京）博士研究生拔尖創(chuàng)新人才培育基金項(xiàng)目“軟弱煤巖實(shí)驗(yàn)室注漿試驗(yàn)”,以山西曙光煤業(yè)二采區(qū)軌道巷軟弱煤幫支護(hù)為研究背景,基于實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)、數(shù)值模擬、理論分析和現(xiàn)場試驗(yàn),對大斷面軟弱煤幫巷道注漿體力學(xué)特性與控制技術(shù)進(jìn)行研究,主要研究成果如下。（1）曙光煤業(yè)二采區(qū)圍巖地質(zhì)力學(xué)評價(jià)及大斷面軟弱煤幫巷道支護(hù)對策研究實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)得出,曙光煤業(yè)二采區(qū)軌道幫部煤層松軟,頂、底板泥巖強(qiáng)度不高,且富含伊利石/蒙脫石混層、伊利石和高嶺石等粘土礦物,巷道頂、底板圍巖屬于強(qiáng)膨脹性軟巖。現(xiàn)場地應(yīng)力測試結(jié)果表明,曙光煤業(yè)二采區(qū)地應(yīng)力場以自重應(yīng)力為主導(dǎo),最大主應(yīng)力方向與垂直面夾角為5°,接近于垂直方向,應(yīng)力值為14.35MPa;中間主應(yīng)力方向與水平面夾角為2.84°,應(yīng)力值為12.80MPa;最小主應(yīng)力方向與水平面夾角為4°,應(yīng)力值為8.92MPa;中間主應(yīng)力、最小主應(yīng)力方向基本與最大主應(yīng)力相垂直。聲波法、窺視法測試圍巖松動(dòng)圈結(jié)果表明,曙光煤業(yè)二采區(qū)軌道巷頂板圍巖松動(dòng)圈范圍為2.0-2.2m,... 

【文章頁數(shù)】：177 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 軟弱煤幫巷道支護(hù)理論發(fā)展概況
        1.2.2 軟弱煤幫巷道注漿技術(shù)發(fā)展概況
        1.2.3 軟弱煤幫巷道注漿理論發(fā)展概況
        1.2.4 軟弱煤幫巷道注漿材料發(fā)展概況
        1.2.5 存在的問題
    1.3 主要研究內(nèi)容及技術(shù)路線
        1.3.1 主要研究內(nèi)容
        1.3.2 技術(shù)路線
2 曙光煤業(yè)二采區(qū)圍巖地質(zhì)力學(xué)評價(jià)及大斷面軟弱煤幫巷道支護(hù)對策研究
    2.1 工程概況
        2.1.1 礦井概況
        2.1.2 二采區(qū)軌道巷概況
    2.2 圍巖物理力學(xué)參數(shù)測試
        2.2.1 試樣采集
        2.2.2 試件加工
        2.2.3 試驗(yàn)設(shè)備
        2.2.4 試驗(yàn)方案
        2.2.5 試驗(yàn)分析
        2.2.6 試驗(yàn)結(jié)果
    2.3 圍巖礦物成分分析
        2.3.1 試樣采集
        2.3.2 測試內(nèi)容
        2.3.3 試驗(yàn)設(shè)備
        2.3.4 試驗(yàn)方案
        2.3.5 試驗(yàn)分析
        2.3.6 試驗(yàn)結(jié)果
    2.4 巷道現(xiàn)場地應(yīng)力測試
        2.4.1 測試方法
        2.4.2 測試設(shè)備
        2.4.3 測試地點(diǎn)選擇
        2.4.4 測試步驟
        2.4.5 測試結(jié)果
    2.5 圍巖松動(dòng)圈范圍測試
        2.5.1 松動(dòng)圈的形成
        2.5.2 測試目的
        2.5.3 測試方法選取
        2.5.4 聲波法測試松動(dòng)圈范圍
        2.5.5 窺視法測試松動(dòng)圈范圍
        2.5.6 測試結(jié)果
    2.6 圍巖變形破壞機(jī)制分析
    2.7 大斷面軟弱煤幫巷道支護(hù)對策研究
        2.7.1 圍巖加固支護(hù)原則
        2.7.2 圍巖加固支護(hù)技術(shù)
    2.8 本章小結(jié)
3 大斷面軟弱煤幫巷道圍巖實(shí)驗(yàn)室注漿試驗(yàn)及微細(xì)觀特性研究
    3.1 試驗(yàn)概述
    3.2 破壞煤層等效試件制作
        3.2.1 試樣采集與加工
        3.2.2 試驗(yàn)設(shè)備
        3.2.3 試驗(yàn)方案
    3.3 注漿漿液配比優(yōu)化試驗(yàn)
        3.3.1 試驗(yàn)材料
        3.3.2 試驗(yàn)設(shè)備
        3.3.3 試驗(yàn)方案
        3.3.4 析水率試驗(yàn)研究
        3.3.5 單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)研究
        3.3.6 試驗(yàn)結(jié)果
    3.4 破壞煤層等效試件實(shí)驗(yàn)室注漿試驗(yàn)
        3.4.1 試驗(yàn)設(shè)備
        3.4.2 試驗(yàn)方案
        3.4.3 試驗(yàn)結(jié)果
    3.5 實(shí)驗(yàn)室注漿試驗(yàn)效果分析
        3.5.1 單軸壓力試驗(yàn)分析
        3.5.2 CT掃描與圖像分析
        3.5.3 分形維數(shù)計(jì)算與分析
        3.5.4 SEM電鏡掃描與細(xì)觀斷口形貌分析
    3.6 本章小結(jié)
4 大斷面軟弱煤幫巷道注漿加固圍巖穩(wěn)定性數(shù)值模擬研究
    4.1 概述
    4.2 巷道模型建立
        4.2.1 模型建立及網(wǎng)格劃分
        4.2.2 本構(gòu)模型選取及賦值
        4.2.3 邊界條件及加載方式
    4.3 原支護(hù)方式下巷道圍巖穩(wěn)定性分析
        4.3.1 巷道原支護(hù)方式
        4.3.2 模擬結(jié)果分析
    4.4 注漿位置對巷道圍巖穩(wěn)定性影響
    4.5 巷幫深部注漿深度對巷道圍巖穩(wěn)定性影響
    4.6 巷道注漿加固方案及圍巖穩(wěn)定性分析
    4.7 本章小結(jié)
5 大斷面軟弱煤幫巷道圍巖注漿結(jié)構(gòu)體力學(xué)特性研究
    5.1 概述
    5.2 本構(gòu)模型基本元件
    5.3 錨桿、錨索、圍巖本構(gòu)模型
    5.4 巷道軟弱煤幫圍巖與支護(hù)體本構(gòu)模型
    5.5 巷道軟弱煤幫注漿后圍巖與支護(hù)體本構(gòu)模型
    5.6 本章小結(jié)
6 大斷面軟弱煤幫巷道注漿加固技術(shù)現(xiàn)場應(yīng)用研究
    6.1 工程概述
    6.2 大斷面軟弱煤幫巷道注漿加固技術(shù)
        6.2.1 注漿加固工藝
        6.2.2 注漿材料
        6.2.3 注漿參數(shù)設(shè)計(jì)
    6.3 大斷面軟弱煤幫巷道注漿加固圍巖穩(wěn)定性監(jiān)測與分析
        6.3.1 巷道注漿加固圍巖礦壓監(jiān)測
        6.3.2 巷道注漿加固圍巖松動(dòng)圈范圍測試
    6.4 本章小結(jié)
7 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    7.3 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡介
在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
在學(xué)期間發(fā)明的專利
在學(xué)期間參加科研項(xiàng)目
主要獲獎(jiǎng)


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]超千米深井巷道圍巖變形特征與支護(hù)技術(shù)[J]. 康紅普,范明建,高富強(qiáng),張輝.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2015(11)
[3]破碎煤巷圍巖松動(dòng)范圍窺視及支護(hù)方案優(yōu)化研究[J]. 王樹崗,薛華俊.  煤炭工程. 2015(11)
[4]復(fù)雜巖層大斷面硐室群圍巖破壞機(jī)理及控制[J]. 楊仁樹,薛華俊,郭東明,李永亮,李濤濤,薛軍正.  煤炭學(xué)報(bào). 2015(10)
[5]極軟煤層巷道鉆孔卸壓與U型鋼協(xié)同控制[J]. 馬振乾,姜耀東,李彥偉,楊英明.  煤炭學(xué)報(bào). 2015(10)
[6]深井高瓦斯工作面“一巷多用”瓦斯治理新模式[J]. 肖峻峰,陳洋洋,李平,樊世星,張錘金,許峰,盧平,童碧.  煤炭學(xué)報(bào). 2015(10)
[7]深部大巷破碎圍巖注漿支護(hù)技術(shù)[J]. 楊仁樹,薛華俊,何天宇,郭東明,李濤濤,趙鵬飛.  煤礦安全. 2015(07)
[8]九龍煤礦深部巖體注漿漿液配比優(yōu)化研究[J]. 楊仁樹,薛華俊,李濤濤,何天宇,郭東明,張艷秋.  煤炭工程. 2015(02)
[9]深部開采的定量界定與分析[J]. 謝和平,高峰,鞠楊,高明忠,張茹,高亞楠,劉建峰,謝凌志.  煤炭學(xué)報(bào). 2015(01)
[10]大斷面軟弱煤幫巷道注漿加固支護(hù)技術(shù)[J]. 楊仁樹,薛華俊,郭東明,李濤濤,何天宇,高宗明.  煤炭科學(xué)技術(shù). 2014(12)

博士論文
[1]孔隙砂巖化學(xué)注漿漿液滲透擴(kuò)散機(jī)理[D]. 錢自衛(wèi).中國礦業(yè)大學(xué) 2014
[2]井下煤層氣抽采鉆井松散段隨鉆注漿護(hù)壁關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 路桂英.中國地質(zhì)大學(xué) 2014
[3]巖體裂隙與管道動(dòng)水注漿漿液擴(kuò)散封堵機(jī)理研究[D]. 胡巍.中國礦業(yè)大學(xué) 2013
[4]水泥基速凝漿液地下工程動(dòng)水注漿擴(kuò)散封堵機(jī)理及應(yīng)用研究[D]. 劉人太.山東大學(xué) 2012
[5]注漿結(jié)石體耐久性試驗(yàn)及評估理論研究[D]. 涂鵬.中南大學(xué) 2012
[6]砂礫地層盾構(gòu)施工注漿效應(yīng)及作用機(jī)理研究[D]. 於昌榮.上海交通大學(xué) 2011
[7]地下工程動(dòng)水注漿過程中漿液擴(kuò)散與封堵機(jī)理研究及應(yīng)用[D]. 張霄.山東大學(xué) 2011
[8]裂隙巖體中隧道注漿加固理論研究及工程應(yīng)用[D]. 黃戡.中南大學(xué) 2011
[9]注漿控制巖溶隧道突水地質(zhì)災(zāi)害的機(jī)理和模擬方法研究[D]. 孫克國.山東大學(xué) 2010
[10]湖西礦井深部煤巖組合體宏細(xì)觀破壞試驗(yàn)與理論研究[D]. 郭東明.中國礦業(yè)大學(xué)（北京） 2010

碩士論文
[1]蒙脫土/聚合物納米復(fù)合材料的制備及性能研究[D]. 張曉亮.安徽大學(xué) 2013
[2]復(fù)雜地質(zhì)條件下深井巷道地面預(yù)注漿加固和支護(hù)結(jié)構(gòu)研究[D]. 孟曉潔.安徽理工大學(xué) 2012
[3]構(gòu)造破碎帶中煤層巷道支護(hù)技術(shù)研究[D]. 武鵬飛.太原理工大學(xué) 2010
[4]基于閾值的圖像分割算法的研究[D]. 劉東菊.北京交通大學(xué) 2009
[5]深埋復(fù)合型軟巖大斷面硐室導(dǎo)硐法施工及支護(hù)技術(shù)研究[D]. 倪振強(qiáng).山東科技大學(xué) 2009
[6]大斷面煤層巷道圍巖變形特征與支護(hù)參數(shù)研究[D]. 張占濤.煤炭科學(xué)研究總院 2009
[7]動(dòng)壓巷道變形破壞機(jī)理與修復(fù)加固技術(shù)研究[D]. 黃長國.安徽理工大學(xué) 2007
[8]動(dòng)壓影響下大巷圍巖變形機(jī)理與卸壓控制研究[D]. 張向陽.安徽理工大學(xué) 2007
[9]高壓噴射注漿技術(shù)及其應(yīng)用研究[D]. 陳春生.河海大學(xué) 2007
[10]深部高應(yīng)力膨脹性軟巖巷道噴錨注支護(hù)研究[D]. 黃超慧.西安科技大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3686953