煤層淺埋區(qū)域和提高開采上限地段風氧化侵蝕明顯,煤巖微觀結(jié)構(gòu)連結(jié)弱化,強度衰減,層狀沉積結(jié)構(gòu)中黏土類礦物填隙比重增高,遇水泥化嚴重。風氧化圍巖巷道,尤其是頂板淋涌水加劇承載結(jié)構(gòu)劣變進程,存在失穩(wěn)垮冒重大安全隱患,亟需進行基礎(chǔ)理論研究和控制技術(shù)創(chuàng)新。本文圍繞風氧化煤巖變異特性、巷道圍巖失穩(wěn)垮冒機理等科學問題,以典型礦區(qū)風氧化巷道圍巖失穩(wěn)垮冒控制為工程背景,綜合采用文獻綜述、實驗室測試分析、相似模擬、數(shù)值模擬及理論分析等研究方法,系統(tǒng)研究了風氧化富水巷道變形失穩(wěn)垮冒機理與控制技術(shù)�；陲L氧化巖石力學屬性及礦物組分變異特性測試分析,形成了巖體風氧化程度分級評價新方法;建立了不同風氧化程度巖體本構(gòu)方程和強度參數(shù)衰減模型,揭示了風氧化巷道開挖卸荷剪脹擴容的力學機制;采用自主研制的風氧化富水巷道圍巖變形破壞相似模擬實驗平臺,開展了不同風氧化程度巷道失穩(wěn)垮冒物理模擬,對比分析了不同風氧化程度巷道圍巖變形演化過程及宏觀破壞特征;提出并工業(yè)性實施了風氧化富水巷道圍巖控制關(guān)鍵技術(shù)。主要研究成果如下:（1）實驗得出了典型礦區(qū)風氧化砂巖與泥巖的力學屬性、微觀結(jié)構(gòu)及礦物組分變異特性。風氧化砂巖強度衰減,孔隙率增大... 

【文章頁數(shù)】：160 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
變量注釋表
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 存在的問題
    1.4 研究內(nèi)容與方法
2 風氧化巖體變異屬性及風氧化程度分級評價
    2.1 風氧化巖體變異屬性
    2.2 風氧化程度分級評價
    2.3 本章小結(jié)
3 風氧化巷道變形破壞力學機理
    3.1 風氧化巷道開挖卸荷力學模型
    3.2 風氧化巷道本構(gòu)模型
    3.3 非圓形巷道的近似圓形處理方法
    3.4 風氧化巷道圍巖力學分析
    3.5 風氧化巷道圍巖力學響應參數(shù)分析
    3.6 本章小結(jié)
4 風氧化富水巷道變形失穩(wěn)特征模擬研究
    4.1 不同風氧化程度相似材料的選擇與制備
    4.2 風氧化巷道變形失穩(wěn)垮冒相似模擬實驗平臺
    4.3 實驗原型與實驗準備
    4.4 流固耦合數(shù)值模擬
    4.5 模擬結(jié)果綜合分析
    4.6 本章小結(jié)
5 風氧化富水巷道圍巖控制關(guān)鍵技術(shù)
    5.1 間歇式注漿原位改性
    5.2 格柵鋼架錨噴支護技術(shù)
    5.3 風氧化巷道圍巖穩(wěn)定性控制工程實踐
    5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 主要創(chuàng)新點
    6.3 研究存在的問題及展望
參考文獻
作者簡歷
學位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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[6]軟巖巷道峰后錨固承載結(jié)構(gòu)弱化失穩(wěn)機理及穩(wěn)定控制技術(shù)[D]. 王其洲.中國礦業(yè)大學 2016
[7]脆性巖石強度與變形特性研究[D]. 彭俊.武漢大學 2015
[8]煤礦巷道錨桿錨索托錨力演化機理及圍巖控制技術(shù)[D]. 鄭西貴.中國礦業(yè)大學 2013
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碩士論文
[1]厚松散含水層下薄基巖采場水—巖耦合致災機理研究[D]. 任啟寒.安徽理工大學 2017
[2]數(shù)字散斑技術(shù)在保護層開采物理相似模擬實驗中的應用研究[D]. 楊亞會.重慶大學 2017
[3]深埋破碎巖體劈裂滲透及卸壓誘導注漿擴散機制[D]. 馮冰.中國礦業(yè)大學 2017
[4]風氧化軟巖巷道變形機理及其控制研究[D]. 李曉鵬.太原理工大學 2015
[5]口孜東礦13-1煤層頂板工程地質(zhì)特征及穩(wěn)定性評價[D]. 陳貴祥.安徽理工大學 2014
[6]深部粘土—煤系風化巖接觸帶類型及開采致災機理研究[D]. 岳艷艷.中國礦業(yè)大學 2014



本文編號：3723228