針對底板軟巖巷道在采動應(yīng)力和構(gòu)造應(yīng)力共同作用下底鼓嚴重的特征,以鶴壁十礦-250并列回風(fēng)上山巷道底板支護為工程背景,采用現(xiàn)場監(jiān)測、理論分析、數(shù)值模擬、相似模擬和井下試驗相結(jié)合的方法開展了研究。對底板軟巖巷道底鼓原因進行了分析,得出巷道底板巖層軟弱、采動應(yīng)力和構(gòu)造應(yīng)力是巷道底鼓的主要原因。建立平底結(jié)構(gòu)和曲底結(jié)構(gòu)巷道底板力學(xué)模型,運用力學(xué)知識研究分析不同底板結(jié)構(gòu)對底鼓的影響,得出曲底底板結(jié)構(gòu)能充分利用底板圍巖耐壓性,發(fā)揮其自承能力,避免了圍巖被拉伸破壞。運用數(shù)值模擬分析不同底板結(jié)構(gòu)和不同支護方式對巷道底鼓控制效果,通過對比得出曲底注漿砌碹支護和底板注漿全斷面金屬支架封閉支護兩種有效的底板支護方案。通過相似模擬試驗,對比分析曲底注漿砌碹支護和底板注漿全斷面金屬支架封閉支護的支護效果,發(fā)現(xiàn)兩幫支護的U型鋼和曲底砌碹體的結(jié)合處是支護的薄弱點,采用底板注漿全斷面金屬支架封閉支護時可以整體提高金屬支架的支護強度,通過現(xiàn)場試驗發(fā)現(xiàn),采用底板注漿全斷面金屬支架支護可以有效控制巷道底鼓,并且金屬支架支護施工工藝簡單,施工速度快,經(jīng)濟效益顯著,這種支護方案對于受采動應(yīng)力和構(gòu)造應(yīng)力影響嚴重的底板軟巖巷道的底鼓... 

【文章來源】：河南理工大學(xué)河南省

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 課題來源與選題依據(jù)
        1.1.1 課題來源
        1.1.2 選題依據(jù)
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 巷道底鼓機理的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 巷道底鼓的控制
    1.3 本文研究內(nèi)容
    1.4 研究方法和技術(shù)路線
    1.5 本章小結(jié)
2 -250并列回風(fēng)上山地質(zhì)特性及巷道破壞分析
    2.1 礦井及-250并列回風(fēng)上山巷道地質(zhì)情況
        2.1.1 礦井地質(zhì)概況
        2.1.2 -250并列回風(fēng)上山巷道地質(zhì)情況
    2.2 巷道變形破壞特征
        2.2.1 巷道初始支護
        2.2.2 巷道底鼓特征
    2.3 -250并列回風(fēng)上山巷道底鼓原因分析
        2.3.1 構(gòu)造應(yīng)力
        2.3.2 采動應(yīng)力
        2.3.3 圍巖性質(zhì)
        2.3.4 水理作用
        2.3.5 支護方式與支護技術(shù)
        2.3.6 巷道底板圍巖結(jié)構(gòu)
    2.4 本章小結(jié)
3 巷道底鼓控制理論計算
    3.1 底板受力狀態(tài)分析
    3.2 平底結(jié)構(gòu)巷道底板
    3.3 曲底結(jié)構(gòu)巷道底板
    3.4 本章小結(jié)
4 試驗巷道底鼓數(shù)值模擬
    4.1 數(shù)值模擬軟件介紹
        4.1.1 ANSYS簡介
        4.1.2 FLAC3D簡介
    4.2 確立數(shù)值模擬方案
        4.2.1 基本設(shè)計原則
        4.2.2 基本假設(shè)條件
        4.2.3 確立模擬方案
    4.3 試驗巷道數(shù)值模擬說明
        4.3.1 建立模型
        4.3.2 確定力學(xué)參數(shù)
    4.4 數(shù)值模擬結(jié)果分析
    4.5 本章小結(jié)
5 試驗巷道底鼓相似模擬
    5.1 相似模擬實驗過程
        5.1.1 確定相似常數(shù)
        5.1.2 加載方案
        5.1.3 材料配比
        5.1.4 支護模擬
        5.1.5 實驗加載裝置
        5.1.6 應(yīng)力測量
        5.1.7 位移測量
        5.1.8 應(yīng)力測點布置
        5.1.9 位移測點布置
    5.2 巷道圍巖變形破壞特征分析
        5.2.1 底板注漿全斷面金屬支架封閉支護方案巷道圍巖應(yīng)力分析
        5.2.2 曲底注漿砌碹方案巷道圍巖應(yīng)力分析
        5.2.3 底板注漿全斷面金屬支架封閉支護方案巷道圍巖位移分析
        5.2.4 曲底注漿砌碹方案巷道圍巖位移分析
        5.2.5 曲底注漿砌碹方案底板圍巖變形特征分析
        5.2.6 底板注漿全斷面金屬支架封閉支護方案底板變形特征分析
    5.3 本章小結(jié)
6 現(xiàn)場工業(yè)試驗
    6.1 底板注漿全斷面金屬支架支護參數(shù)確定
    6.2 巷道圍巖變形數(shù)據(jù)觀測及分析
    6.3 本章小結(jié)
7 結(jié)論與展望
    7.1 主要結(jié)論
    7.2 研究展望
參考文獻
作者簡歷
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集



本文編號：3156196