本文關(guān)鍵詞：金川二礦區(qū)深部巷道支護機理研究以及圍巖穩(wěn)定性的數(shù)值模擬，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：與國內(nèi)外許多礦山相比，金川鎳礦具有深、大、富、碎等特點，因而，從礦山一投產(chǎn)就開始了科研攻關(guān)。在巷道支護方面，尤其投入了不少物力和人力，也取得了豐碩的成果，如近些年來一直指導(dǎo)金川巷道施工的“先柔后剛，先讓后抗”的支護原則，并在金川二礦區(qū)二期工程的建設(shè)中發(fā)揮了重要的作用。錨桿支護技術(shù)的引進以及在工程中的探索和逐步的推廣使用，徹底改變了傳統(tǒng)的支護理念，即支護就是要靠外部支架去支撐圍巖的變形，形成了以強化巷道周邊圍巖破碎后的殘余強度，提高圍巖自撐能力的支護理念。 近年來，隨著開采深度的逐漸增加，巷道支護的問題又越來越突出。原來使用比較普遍的錨桿支護、U型鋼拱架支護以及噴射混凝土支護在1000m(埋藏深度約760m)開拓工程的施工過程中出現(xiàn)了嚴重的破壞，巷道變形速度之快、變形量之大，二礦區(qū)歷史上從未有過。 巷道的支護有其最佳的支護方式、最佳的支護強度，這根據(jù)巷道所處的地質(zhì)環(huán)境和人們對巷道工程本身的要求不同而不同�！跋热岷髣偅茸尯罂埂钡闹ёo原則，似乎限制了人們思想，解決巷道支護的問題就是要分兩步驟支護，且選擇二次支護的時間是關(guān)系到支護成敗的關(guān)鍵。但很少提出過“先柔”要柔到什么程度，“后剛”要剛到什么程度，以及“先讓”要讓到什么程度，“后抗”要抗到什么程度，對支護強度的合理范圍并沒有過多的探究。 論文結(jié)合《金川二礦區(qū)深部巷道支護機理的研究以及圍巖穩(wěn)定性的數(shù)值模擬》課題，針對金川二礦區(qū)開采深度日益增加而所引起的嚴重的巷道支護問題，對金川二礦區(qū)地質(zhì)條件以及以往的巖石力學(xué)性質(zhì)的測定結(jié)果、金川二礦區(qū)深部巖體以及巷道的變形特征、巷道支護的失效形式、金川二礦區(qū)錨桿支護的支護能力以及巷道支護的機理等展開了研究，并運用ANSYS有限元軟件對1150水平運輸巷道的返修方案進行了模擬計算。論文的主要研究工作如下： (1)對國內(nèi)外有關(guān)巷道支護的技術(shù)發(fā)展和理論研究進行了研究，包括U型鋼、錨桿支護、錨索支護、噴射混凝土支護以及其它的支護方式。 (2)對金川二礦區(qū)的地質(zhì)條件、地應(yīng)力隨深度變化的規(guī)律以及以往的關(guān)于巖體的力學(xué)特性測試的結(jié)果進行了全面的調(diào)查和研究，認為金川二礦區(qū)的巖石單體強度較高，巖體的整體強度低，且具有明顯的流變性，具有軟 中南大學(xué)碩十學(xué)位論文 巖的特征。. (3)對巷道圍巖變形與支護阻力之間的關(guān)系進行了研究，給出了巷道支 護的最佳工作阻力圍0.2一0.3MPa。分析了U型鋼拱架承載能力和支護阻 力，認為鋼拱架的實際支撐能力遠未達到理論極限值的原因是實際支護工 作中支架受偏心載荷。對錨桿支護作用方式和支護能力的計算得出，金川 二礦一區(qū)錨桿的托板的托錨能力與錨桿的錨固能力不足而且不匹配，推導(dǎo)出 金川二礦區(qū)錨桿錨固力估算公式:錨桿的最大錨固力的是最大拉拔力的 75%(，并對噴射混凝土支護的變形機理等進行了研究。 (4)分析了金川二礦區(qū)深部高應(yīng)力碎脹巖體的碎脹和時效性以及巷道的 變形特征，研究了巷道深部圍巖的變形規(guī)律以及錨桿支護巷道支護破壞失 效形式，從而印證了錨桿支護托錨能力與錨桿粘錨能力的不足和相互的不 匹配，提出了強初撐急增阻高阻力錨桿支護是解決金川二礦區(qū)支護問題的 有效途徑‘， (5)運用ANSYS超巨型有限元程序在彈塑性理論的基礎(chǔ)上對金川.二礦區(qū) 1150水平運輸巷道的幾種返修方案進行了模擬計算和評價。 (6)對金川二礦區(qū)深部巷道圍巖變形的基本特征形成了基本的認識，提 出圍巖維護的基本原則是:在變形地壓中，圍巖與支護是相互影響共同作 用的共同結(jié)構(gòu)體，維護的著眼點在于充分利用和發(fā)揮圍巖的自撐能力上。 井給出了幾點合理的巷道地壓控制措施。
【關(guān)鍵詞】：深部巷道 變形特征 支護機理 數(shù)值模擬 支護對策
【學(xué)位授予單位】：中南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2003
【分類號】：TD353
【目錄】：

• 第一章 緒論11-22
• 1.1 前言11
• 1.2 國內(nèi)外巷道支護技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀11-17
• 1.2.1 U型可縮性鋼支架支護技術(shù)12-13
• 1.2.2 錨桿支護技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀13-15
• 1.2.3 錨索支護發(fā)展15
• 1.2.4 噴射混凝土支護15-17
• 1.2.5 其它支護技術(shù)的發(fā)展17
• 1.3 深井巷道的支護現(xiàn)狀17-18
• 1.4 巷道支護理論研究現(xiàn)狀18-20
• 1.4.1 巷道支護與圍巖相互作用原理19
• 1.4.2 懸吊理論、組合理論和組合拱理論19-20
• 1.4.3 松動圈理論20
• 1.5 論文研究的目的、意義以及研究的主要內(nèi)容20-22
• 第二章 金川礦區(qū)地質(zhì)概況與巖體工程測試22-33
• 2.1 礦區(qū)地質(zhì)概況22-25
• 2.2 礦區(qū)地應(yīng)力規(guī)律25-26
• 2.3 金川二礦區(qū)的巖體工程測試26-32
• 2.3.1 巖石的物理力學(xué)性質(zhì)27-29
• 2.3.2 結(jié)構(gòu)面的基本力學(xué)特征29-31
• 2.3.3 巖體的力學(xué)特征31-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第三章 巷道支護的作用機理研究33-53
• 3.1 支護對圍巖的作用方式33
• 3.2 巷道的支護阻力33-36
• 3.2.1 巷道的支護阻力33-34
• 3.2.2 巷道圍巖變形與支護阻力之間的關(guān)系34-36
• 3.3 表面支護支架的承載能力和支護阻力36-38
• 3.4 錨桿支護的作用分析38-48
• 3.4.1 錨桿錨固能力38-39
• 3.4.2 錨桿錨固能力計算39-46
• 3.4.3 影響錨桿的實際支護阻力的因素46-48
• 3.5 噴射混凝土支護分析48-52
• 3.5.1 噴射混凝士層的力學(xué)性質(zhì)48-49
• 3.5.2 噴層的變形機理49-52
• 3.6 本章小結(jié)52-53
• 第四章 金川二礦區(qū)深部高應(yīng)力碎脹巖體巷道錨桿的工作特征及支護機理研究53-60
• 4.1 金川二礦區(qū)深部高應(yīng)力碎脹巖體的變形特征53-54
• 4.2 深部高應(yīng)力碎脹巖體中巷道的變形特征54-55
• 4.3 高應(yīng)力碎脹巖體錨桿支護巷道周邊和深部巖體的變形規(guī)律55-56
• 4.4 錨桿支護巷道支護失效形式56
• 4.5 強初撐急增阻高阻力錨桿支護的研究56-59
• 4.5.1 巷道圍巖變形損傷過程中錨固力的變化規(guī)律56-57
• 4.5.2 初錨力對提高圍巖自承力和控制圍巖變形的作用57
• 4.5.3 全長樹脂錨固錨桿錨固剛度和增阻特性57-58
• 4.5.4 全錨高阻和低阻錨桿的支護效果58-59
• 4.6 本章小結(jié)59-60
• 第五章 金川高應(yīng)力碎脹巖體巷道的穩(wěn)定性的數(shù)值模擬60-81
• 5.1 概述60-61
• 5.2 數(shù)值模擬計算模型的確定61-68
• 5.2.1 工程概況61-65
• 5.2.2 計算方案設(shè)計65-66
• 5.2.3 理論本構(gòu)模型以及基本假設(shè)66-67
• 5.2.4 計算域及計算模型的離散化67
• 5.2.5 邊界條件67-68
• 5.2.6 巖體介質(zhì)的力學(xué)參數(shù)選取68
• 5.3 ANSYS程序簡介68-70
• 5.4 數(shù)值模擬結(jié)果分析70-79
• 5.4.1 返修巷道形狀的數(shù)值模擬結(jié)果分析70-73
• 5.4.2 支護方案的數(shù)值模擬結(jié)果分析73-76
• 5.4.3 結(jié)構(gòu)面對巷道穩(wěn)定性影響的數(shù)值模擬結(jié)果分析76-79
• 5.5 本章小結(jié)79-81
• 第六章 金川高應(yīng)力碎脹巖體巷道支護對策81-85
• 6.1 對金川二礦區(qū)深部巷道圍巖變形的基本特征認識81-82
• 6.2 巷道深部圍巖變形規(guī)律82
• 6.3 巷道維護的原理82-83
• 6.4 金川二礦區(qū)巷道地壓的主要控制措施83-85
• 第七章 全文結(jié)論85-87
• 參考文獻87-90
• 致謝90-91

【引證文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 武栓軍,駱玉琦,李宏業(yè),楊金維;深部高應(yīng)力碎脹巖體中分層道穩(wěn)定性的數(shù)值模擬[J];中國礦業(yè);2005年08期

2 張雯;曹平;張向陽;李麗娟;劉業(yè)科;;金川礦區(qū)巖石的膨脹和軟化特性試驗及分析[J];中南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2010年05期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 王猛;煤礦深部開采巷道圍巖變形破壞特征試驗研究及其控制技術(shù)[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2010年

2 韓斌;金川二礦區(qū)充填體可靠度分析與1#礦體回采地壓控制優(yōu)化研究[D];中南大學(xué);2004年

3 徐劍坤;基于機器視覺的巷道變形實時監(jiān)測預(yù)警技術(shù)研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2012年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 宋秀群;高應(yīng)力大斷面破碎煤巷支護技術(shù)研究[D];山東科技大學(xué);2010年

2 劉鵬飛;高地壓條件下深井巷道圍巖穩(wěn)定性控制與支護技術(shù)研究[D];太原理工大學(xué);2011年

3 倪昊;蘆嶺煤礦深部大斷面巷道U型棚支護機理與數(shù)值模擬研究[D];安徽理工大學(xué);2011年

4 劉軍;酸刺溝礦綜采工作面煤柱穩(wěn)定性分析及巷道支護技術(shù)研究[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2011年

5 黃超慧;深部高應(yīng)力膨脹性軟巖巷道噴錨注支護研究[D];西安科技大學(xué);2006年

6 陳曉輝;金川二礦區(qū)1150中段沿脈巷道支護體系的破壞過程及力學(xué)機制[D];蘭州大學(xué);2007年

7 肖鋒;軟弱圍巖巷道U型鋼可縮性支架聯(lián)合支護機理研究[D];西南交通大學(xué);2007年

8 倪彬;提高金川二礦區(qū)膠結(jié)充填體穩(wěn)定性的試驗研究[D];中南大學(xué);2007年

9 李冰冰;深井回采巷道頂板離層與支護技術(shù)研究[D];安徽理工大學(xué);2008年

10 張向陽;金川二礦區(qū)深部巖石力學(xué)性及巖石流變損傷分析[D];中南大學(xué);2010年

  本文關(guān)鍵詞：金川二礦區(qū)深部巷道支護機理研究以及圍巖穩(wěn)定性的數(shù)值模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：373065