針對目前實(shí)際工程中存在復(fù)合頂板變形控制較難的問題,對復(fù)合頂板的力學(xué)狀態(tài)進(jìn)行了分析,從而進(jìn)一步提出了復(fù)合頂板巷道的支護(hù)理論。研究將復(fù)合頂板簡化為兩端固支的巖梁模型,采用彈性力學(xué)和材料力學(xué)等力學(xué)方法求解了均質(zhì)巖梁僅在垂直荷載作用下,巖梁內(nèi)部的應(yīng)力分布情況和變形情況。結(jié)果表明巖梁內(nèi)部的應(yīng)力與其跨度和厚度有較大的關(guān)系,且改變巖梁的厚度可以更加有效的提高巖梁的承載能力。而對于多層復(fù)合頂板將其認(rèn)為是多個(gè)均質(zhì)梁的疊加,各層變形協(xié)調(diào)一致且各層所受荷載之和等于復(fù)合頂板承受的總荷載,通過理論求導(dǎo)得出了復(fù)合頂板各巖層應(yīng)力的計(jì)算公式,表明各巖層在垂直荷載作用下所產(chǎn)生的應(yīng)力與其彈性模量和厚度有較大的關(guān)系。然后求解了均質(zhì)巖梁在同時(shí)承受垂直和水平荷載作用下其內(nèi)部應(yīng)力的情況。通過對復(fù)合頂板的受力狀態(tài)進(jìn)行分析給出了復(fù)合頂板巷道圍巖進(jìn)行控制應(yīng)注意的五個(gè)方面,并建立形成了高位以自穩(wěn)隱形拱為拱,低位以錨桿支護(hù)為組合梁的“拱—梁”支護(hù)結(jié)構(gòu)。以均質(zhì)地層的自穩(wěn)隱形拱理論為基礎(chǔ)求解了復(fù)合頂板巷道的自穩(wěn)隱形拱方程,分析了錨桿和錨索在整個(gè)支護(hù)系統(tǒng)的作用。根據(jù)上述提出的“拱—梁”支護(hù)結(jié)構(gòu)給出了復(fù)合頂板巷道支護(hù)參數(shù)計(jì)算公式。為了驗(yàn)證“拱—梁... 

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 選題背景及研究意義
    1.2 國內(nèi)外關(guān)于復(fù)合頂板的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 復(fù)合頂板變形規(guī)律的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 復(fù)合頂板控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要研究內(nèi)容和技術(shù)路線
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 技術(shù)路線
2 煤巷復(fù)合頂板的變形破壞分析
    2.1 煤巷復(fù)合頂板的特征
    2.2 復(fù)合頂板巷道圍巖破壞類型
        2.2.1 撓曲離層破壞
        2.2.2 剪切破壞
        2.2.3 拉斷破壞
        2.2.4 擠壓流動(dòng)破壞
    2.3 巷道復(fù)合頂板的離層分析
        2.3.1 復(fù)合頂板層間彎曲離層條件
        2.3.2 復(fù)合頂板層間剪切錯(cuò)動(dòng)變形條件
    2.4 煤巷復(fù)合頂板無支護(hù)下力學(xué)狀態(tài)分析
        2.4.1 煤巷復(fù)合頂板在垂直荷載作用下的力學(xué)狀態(tài)分析
        2.4.2 煤巷復(fù)合頂板在水平荷載和垂直荷載共同作用下的力學(xué)狀態(tài)分析
    2.5 本章小結(jié)
3 巷道圍巖控制研究
    3.1 復(fù)合頂板巷道圍巖穩(wěn)定性控制原則
    3.2 巷道支護(hù)結(jié)構(gòu)建立
        3.2.1 各種支護(hù)結(jié)構(gòu)的作用
        3.2.2 巷道支護(hù)結(jié)構(gòu)的建立
    3.3 巷道支護(hù)結(jié)構(gòu)力學(xué)分析
        3.3.1 巷道支護(hù)結(jié)構(gòu)力學(xué)模型的建立
        3.3.2 巷道支護(hù)結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析
    3.4 巷道支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)
        3.4.1 巷道頂板錨索長度的確定
        3.4.2 巷道頂板錨索間排距的確定
        3.4.3 巷道頂板錨桿長度的確定
        3.4.4 巷道頂板錨桿間排距的確定
        3.4.5 巷道幫部錨桿長度的確定
    3.5 本章小結(jié)
4 復(fù)合頂板支護(hù)效果數(shù)值模擬研究
    4.1 數(shù)值模擬模型建立
    4.2 無支護(hù)下數(shù)值模擬結(jié)果分析
    4.3 頂幫錨桿支護(hù)下數(shù)值模擬結(jié)果分析
    4.4 錨索—錨桿支護(hù)下數(shù)值模擬結(jié)果分析
    4.5 三種支護(hù)方案效果對比
    4.6 本章小結(jié)
5 工程應(yīng)用研究
    5.1 工程概況
    5.2 巷道支護(hù)參數(shù)的計(jì)算
        5.2.1 巷道頂板自穩(wěn)隱形拱方程計(jì)算
        5.2.2 巷道頂板錨索參數(shù)計(jì)算
        5.2.3 巷道頂板錨桿參數(shù)計(jì)算
        5.2.4 巷道幫部錨桿參數(shù)計(jì)算
    5.3 工程監(jiān)測與穩(wěn)定性評價(jià)
        5.3.1 監(jiān)測目的及意義
        5.3.2 本次主要監(jiān)測項(xiàng)目
        5.3.3 測站布置
        5.3.4 巷道穩(wěn)定性分析
    5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]煤礦頂板事故的事故樹分析研究[J]. 溫有權(quán).  煤礦現(xiàn)代化. 2018(03)
[2]厚泥巖復(fù)合頂板煤巷圍巖控制技術(shù)研究[J]. 張俊文,袁瑞甫,李玉琳.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2017(01)
[3]深部煤巷復(fù)合頂板沖擊失穩(wěn)機(jī)制及聯(lián)控原理[J]. 劉亞明,高明仕,劉永紅,權(quán)修才.  煤礦安全. 2016(06)
[4]復(fù)合頂板巷道組合三鉸拱斷裂形成的力學(xué)機(jī)理[J]. 王俊,寧建國,錢坤,孫赑,凌英才.  煤礦安全. 2014(12)
[5]巷道復(fù)合頂板層間離層穩(wěn)定性量化判據(jù)選擇[J]. 吳德義,申法建.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2014(10)
[6]特厚松軟復(fù)合頂板巷道拱–梁耦合支護(hù)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建及應(yīng)用研究[J]. 蘇學(xué)貴,宋選民,李浩春,原鴻鵠,李本奎.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2014(09)
[7]高應(yīng)力軟巖巷道變形與破壞機(jī)制及返修控制技術(shù)[J]. 余偉健,王衛(wèi)軍,黃文忠,吳海.  煤炭學(xué)報(bào). 2014(04)
[8]高位復(fù)合頂板巷道錨桿錨索耦合支護(hù)研究[J]. 蘇學(xué)貴,李浩春,李彥斌,楊永康.  太原理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(05)
[9]深井煤巷厚層復(fù)合頂板整體變形機(jī)制及控制[J]. 余偉健,王衛(wèi)軍,張農(nóng),黃文忠,文國華,吳海,羅立強(qiáng).  中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(05)
[10]深井復(fù)合頂板煤巷變形機(jī)理及控制對策[J]. 余偉健,王衛(wèi)軍,文國華,張農(nóng),吳海,張永青.  巖土工程學(xué)報(bào). 2012(08)

博士論文
[1]特厚復(fù)合頂板巷道支護(hù)結(jié)構(gòu)與圍巖穩(wěn)定的耦合控制研究[D]. 蘇學(xué)貴.太原理工大學(xué) 2013
[2]薄層狀巨厚復(fù)合頂板回采巷道錨桿錨索支護(hù)理論及應(yīng)用研究[D]. 郜進(jìn)海.太原理工大學(xué) 2005

碩士論文
[1]特厚復(fù)合頂板失穩(wěn)機(jī)理及其控制研究[D]. 曹俊才.貴州大學(xué) 2017
[2]煤巷層狀軟巖頂板破壞規(guī)律及支護(hù)研究[D]. 劉生龍.西安科技大學(xué) 2005



本文編號：3699286