本文關(guān)鍵詞：余吾礦高應(yīng)力軟巖煤巷失穩(wěn)機(jī)理及加固技術(shù)研究

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【摘要】：近年來,煤礦的開采深度逐年遞增,在高地應(yīng)力和復(fù)雜地質(zhì)條件的作用下,巖體逐漸表現(xiàn)出軟巖特性,軟巖巷道的開拓比例不斷攀升,巷道易發(fā)生大變形,甚至失穩(wěn)破壞,尤其對(duì)于采區(qū)煤層巷道,問題將更加突出,極大地增加了巷道支護(hù)工程的難度,對(duì)巷道的正常使用和企業(yè)的安全生產(chǎn)形成了較大影響。本文以潞安集團(tuán)余吾礦S2206進(jìn)風(fēng)順槽典型高應(yīng)力采區(qū)軟巖煤巷為研究對(duì)象,綜合采用現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)、數(shù)值模擬、理論分析和現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)性試驗(yàn)等研究方法,對(duì)高應(yīng)力軟巖煤巷的失穩(wěn)機(jī)理及加固技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,以期在一定程度上緩解高應(yīng)力軟巖煤巷治理難題。本文的主要研究?jī)?nèi)容和研究成果概括如下:(1)分析了巷道所處區(qū)域的地質(zhì)條件和巷道的布置方式,通過室內(nèi)試驗(yàn),研究了巷道圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)和物化性質(zhì),分析了巷道所處區(qū)域的地應(yīng)力場(chǎng)分布情況,并對(duì)巷道圍巖進(jìn)行了分級(jí)。(2)根據(jù)巷道圍巖的賦存條件,建立了巷道數(shù)值計(jì)算模型,模擬分析了巷道在開挖無支護(hù)條件下圍巖的變形破壞特征,揭示了巷道的失穩(wěn)機(jī)理,并通過理論分析,提出了相應(yīng)的巷道圍巖穩(wěn)定控制原理。(3)分析了既有支護(hù)設(shè)計(jì)下,巷道圍巖的變形破壞情況,找出了既有支護(hù)設(shè)計(jì)的薄弱點(diǎn)和不足之處,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況,提出了多種巷道加固方案,并運(yùn)用數(shù)值模擬手段,優(yōu)選出了最佳的加固方案。加固方案現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施后,采用多種監(jiān)測(cè)手段,對(duì)加固效果進(jìn)行了考察。監(jiān)測(cè)結(jié)果表明,采用加固方案后,巷道圍巖的變形破壞顯著減小,支護(hù)體受力狀態(tài)良好,可以保證巷道圍巖的長(zhǎng)期穩(wěn)定,保障企業(yè)安全生產(chǎn),且可為企業(yè)減少巷道返修的成本投入,創(chuàng)造一定的經(jīng)濟(jì)效益,為類似的高應(yīng)力軟巖煤巷治理工作提供了一定參考。
【關(guān)鍵詞】：高地應(yīng)力 軟巖巷道 煤層巷道 失穩(wěn)機(jī)理 巷道加固
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TD353
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 緒論8-14
• 1.1 研究背景及研究意義8
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、存在的問題及發(fā)展趨勢(shì)8-11
• 1.2.1 軟巖巷道失穩(wěn)機(jī)理研究現(xiàn)狀8-9
• 1.2.2 軟巖巷道支護(hù)理論研究現(xiàn)狀9-10
• 1.2.3 巷道加固技術(shù)研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.4 存在的問題及發(fā)展趨勢(shì)11
• 1.3 研究?jī)?nèi)容及研究目標(biāo)11-12
• 1.3.1 研究?jī)?nèi)容11-12
• 1.3.2 研究目標(biāo)12
• 1.4 研究方案及技術(shù)路線12-14
• 1.4.1 研究方案12
• 1.4.2 技術(shù)路線12-14
• 2 高應(yīng)力軟巖煤巷圍巖賦存條件及基礎(chǔ)參數(shù)研究14-29
• 2.1 巷道概況14-15
• 2.1.1 巷道地質(zhì)條件14-15
• 2.1.2 巷道布置情況15
• 2.2 圍巖物理力學(xué)性質(zhì)15-20
• 2.2.1 試樣加工15-16
• 2.2.2 室內(nèi)試驗(yàn)16-20
• 2.3 圍巖物化分析20-22
• 2.3.1 X射線衍射物相分析20-21
• 2.3.2 化學(xué)分析21-22
• 2.3.3 圍巖遇水軟化膨脹性質(zhì)評(píng)價(jià)22
• 2.4 地應(yīng)力場(chǎng)分析22-24
• 2.4.1 地應(yīng)力現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)22-23
• 2.4.2 地應(yīng)力等級(jí)判斷23-24
• 2.5 圍巖分級(jí)24-27
• 2.6 本章小結(jié)27-29
• 3 高應(yīng)力軟巖煤巷失穩(wěn)機(jī)理及穩(wěn)定控制原理29-37
• 3.1 UDEC數(shù)值模擬軟件的優(yōu)勢(shì)29-30
• 3.2 數(shù)值計(jì)算模型的建立30-31
• 3.3 計(jì)算結(jié)果及失穩(wěn)機(jī)理分析31-35
• 3.4 巷道穩(wěn)定控制原理35-36
• 3.5 本章小結(jié)36-37
• 4 高應(yīng)力軟巖煤巷加固技術(shù)方案設(shè)計(jì)及優(yōu)化研究37-46
• 4.1 既有支護(hù)設(shè)計(jì)分析37-39
• 4.1.1 既有支護(hù)設(shè)計(jì)及圍巖變形情況37-38
• 4.1.2 既有支護(hù)設(shè)計(jì)數(shù)值模擬分析38-39
• 4.2 加固方案的提出39-40
• 4.3 加固方案的優(yōu)選40-45
• 4.3.1 方案1計(jì)算結(jié)果及分析40-41
• 4.3.2 方案2計(jì)算結(jié)果及分析41-42
• 4.3.3 方案3計(jì)算結(jié)果及分析42-43
• 4.3.4 方案4計(jì)算結(jié)果及分析43-45
• 4.4 本章小結(jié)45-46
• 5 高應(yīng)力軟巖煤巷加固技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)性試驗(yàn)46-57
• 5.1 加固方案的實(shí)施46-51
• 5.1.1 頂板加固46-47
• 5.1.2 兩幫加固47-49
• 5.1.3 底板加固49
• 5.1.4 巷道全斷面噴注漿加固49-51
• 5.2 加固效果考察51-56
• 5.2.1 圍巖表面位移51-52
• 5.2.2 圍巖深部位移52-53
• 5.2.3 錨索受力53-54
• 5.2.4 巷道不均勻變形54-56
• 5.3 本章小結(jié)56-57
• 6 結(jié)論與展望57-59
• 6.1 主要結(jié)論57-58
• 6.2 研究展望58-59
• 致謝59-60
• 參考文獻(xiàn)60-66
• 附錄66

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