深部高應(yīng)力軟巖巷道掘進(jìn)開采之后,在垂直應(yīng)力和水平應(yīng)力的耦合作用下,會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力重分布,變形破壞難以控制,在高應(yīng)力軟巖巷道環(huán)境下研究圍巖破碎機(jī)理及設(shè)計(jì)支護(hù)方案對于保障深部復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下的巷道圍巖穩(wěn)定具有十分重要的意義。本文以赤峪礦為工程研究背景,綜合使用理論分析、數(shù)值模擬及現(xiàn)場監(jiān)測等手段進(jìn)行深入研究。首先通過理論分析的方法研究了高應(yīng)力深部巷道圍巖變形破碎機(jī)理,進(jìn)行了地應(yīng)力的判定以及尋找導(dǎo)致巷道產(chǎn)生失穩(wěn)、發(fā)生位移的判據(jù),得出圍巖為典型構(gòu)造應(yīng)力場,圍巖破壞類型屬于強(qiáng)度-應(yīng)力控制型,將位移變形作為高應(yīng)力軟巖巷道的失穩(wěn)判據(jù);其次根據(jù)原設(shè)計(jì)方案和現(xiàn)場圍巖破碎情況,針對半梯形和直墻拱形兩種截面類型的高應(yīng)力深部軟巖巷道進(jìn)行支護(hù)方案設(shè)計(jì),利用數(shù)值模擬軟件分別對不同的支護(hù)方案進(jìn)行數(shù)值模擬,對各支護(hù)方案的圍巖變形、應(yīng)力、塑性區(qū)等進(jìn)行了特征分析,尋找不同支護(hù)方案下的應(yīng)力位移變化規(guī)律以及錨固參數(shù)支護(hù)效果,通過對比分析得知巷道在圍巖徑向應(yīng)力、切向應(yīng)力及位移變形基本不變的情況下,當(dāng)錨桿達(dá)到有效長度時(shí),采用短而密比長而疏的支護(hù)更加合理,綜合考慮,頂板及兩幫選用0.7×0.7×2.0m錨桿,頂板打設(shè)三根1.4×1.4×6... 

【文章頁數(shù)】：99 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究的意義
    1.2 軟巖巷道支護(hù)研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國內(nèi)外軟巖巷道支護(hù)理論研究現(xiàn)狀
        1.2.2 錨噴支護(hù)理論及研究現(xiàn)狀
        1.2.3 聯(lián)合支護(hù)的理論及研究現(xiàn)狀
    1.3 研究內(nèi)容與研究方法
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 研究方法
2 赤峪煤礦工程概況及巷道圍巖變形破壞機(jī)理分析
    2.1 采掘工程情況
    2.2 地質(zhì)地層情況
    2.3 煤系地層情況
        2.3.1 2煤
        2.3.2 3煤
        2.3.3 4煤
    2.4 地質(zhì)構(gòu)造情況
    2.5 赤峪煤礦巷道圍巖變形破壞機(jī)理分析
        2.5.1 巷道圍巖變形破壞特征
        2.5.2 軟巖的概念
        2.5.3 地應(yīng)力的判定
        2.5.4 巷道失穩(wěn)位移判據(jù)的探討
    2.6 本章小結(jié)
3 赤峪煤礦巷道圍巖錨噴支護(hù)方案研究
    3.1 赤峪巷煤礦道斷面形狀及支護(hù)結(jié)構(gòu)類型
        3.1.1 巷道斷面設(shè)計(jì)考慮因素分析
        3.1.2 赤峪煤礦巷道圍巖支護(hù)結(jié)構(gòu)類型
    3.2 數(shù)值模型的建立
        3.2.1 基本假定
        3.2.2 數(shù)值模型
        3.2.3 邊界條件
        3.2.4 數(shù)值模擬參數(shù)
        3.2.5 數(shù)值模型實(shí)驗(yàn)安排
        3.2.6 模型數(shù)據(jù)提取路徑
    3.3 半梯形巷道圍巖變形與受力分析
        3.3.1 不同支護(hù)方案時(shí)巷道圍巖變形分析
        3.3.2 不同支護(hù)方案時(shí)自重應(yīng)力對巷道圍巖變形分析
        3.3.3 不同支護(hù)方案時(shí)水平應(yīng)力對巷道圍巖變形分析
        3.3.4 不同支護(hù)方案時(shí)自重應(yīng)力作用下巷道圍巖應(yīng)力分析
        3.3.5 不同支護(hù)方案時(shí)水平應(yīng)力巷道圍巖應(yīng)力分析
        3.3.6 不同支護(hù)方案時(shí)巷道圍巖剪應(yīng)力分析
        3.3.7 不同支護(hù)方案時(shí)巷道圍巖Mises應(yīng)力分析
        3.3.8 不同支護(hù)方案時(shí)巷道圍巖塑性變形分析
    3.4 直墻拱形巷道圍巖變形與受力分析
        3.4.1 不同支護(hù)方案時(shí)巷道圍巖變形分析
        3.4.2 不同支護(hù)方案時(shí)自重應(yīng)力對巷道圍巖變形影響分析
        3.4.3 不同支護(hù)方案時(shí)水平應(yīng)力對巷道圍巖變形的影響分析
        3.4.4 不同支護(hù)方案時(shí)自重應(yīng)力作用對巷道圍巖的應(yīng)力影響分析
        3.4.5 不同支護(hù)方案時(shí)水平應(yīng)力對巷道圍巖應(yīng)力的影響分析
        3.4.6 不同支護(hù)方案時(shí)巷道圍巖剪應(yīng)力分析
        3.4.7 不同支護(hù)方案時(shí)巷道圍巖Mises應(yīng)力分析
        3.4.8 不同支護(hù)方案時(shí)巷道圍巖塑性變形分析
    3.5 不同支護(hù)方案巷道圍巖應(yīng)力位移變化規(guī)律分析
        3.5.1 半梯形巷道錨固參數(shù)支護(hù)效果分析
        3.5.2 直墻拱形巷道錨固參數(shù)支護(hù)效果分析
    3.6 擬定巷道圍巖支護(hù)方案及數(shù)值模擬分析
        3.6.1 半梯形巷道擬支護(hù)方案數(shù)值模擬分析
        3.6.2 直墻拱形巷道擬支護(hù)方案數(shù)值模擬分析
    3.7 本章小結(jié)
4 現(xiàn)場監(jiān)測方案
    4.1 監(jiān)測目的
    4.2 監(jiān)測內(nèi)容
    4.3 測點(diǎn)布置
    4.4 現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果及分析
    4.5 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡介


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]工程區(qū)高地應(yīng)力判據(jù)研究及實(shí)例分析[J]. 王成虎,郭啟良,丁立豐,劉立鵬.  巖土力學(xué). 2009(08)
[2]隧道壓力拱與圍巖變形關(guān)系[J]. 梁曉丹,宋宏偉,趙堅(jiān).  西安科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2008(04)
[3]煤礦深部開采存在的問題及對策探討[J]. 朱劉娟,栗紅喜,陳俊杰.  煤炭技術(shù). 2007(06)
[4]淺談隧道圍巖變化特性和錨噴支護(hù)作用[J]. 顧維,郭芳,黃晨.  山西建筑. 2007(02)
[5]軟巖隧道施工特性及其動(dòng)態(tài)力學(xué)行為研究[J]. 晏啟祥,何川,姚勇.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2006(03)
[6]柳海礦運(yùn)輸大巷返修工程深部軟巖支護(hù)設(shè)計(jì)研究[J]. 何滿潮,郭志飚,任愛武,胡永光.  巖土工程學(xué)報(bào). 2005(09)
[7]地下工程壓力拱拱體的確定與成拱分析[J]. 梁曉丹,劉剛,趙堅(jiān).  河海大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2005(03)
[8]軟巖條件下錨注加固錨桿布置參數(shù)與注漿漿液參數(shù)的確定[J]. 胡功笠,田艷鳳,張超,王峰.  巖土力學(xué). 2003(S2)
[9]公路隧道圍巖穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀與展望[J]. 吳夢軍,陳彰貴,許錫賓,趙明階.  重慶交通學(xué)院學(xué)報(bào). 2003(02)
[10]錨噴支護(hù)隧道圍巖穩(wěn)定性粘彈性分析及應(yīng)用[J]. 吳波,高波.  地下空間. 2002(04)

博士論文
[1]高應(yīng)力軟巖巷道變形破壞特征及讓壓支護(hù)機(jī)理研究[D]. 楊峰.中國礦業(yè)大學(xué) 2009
[2]深部巷道圍巖破裂演化過程及其控制機(jī)理研究與應(yīng)用[D]. 陳坤福.中國礦業(yè)大學(xué) 2009
[3]復(fù)雜條件下圍巖分類研究[D]. 王廣德.成都理工大學(xué) 2006
[4]隧道結(jié)構(gòu)失穩(wěn)及判據(jù)研究[D]. 陳先國.西南交通大學(xué) 2002



本文編號(hào)：3725508