發(fā)布時(shí)間：2017-09-24 07:23

  本文關(guān)鍵詞：承載層與巷道基本支護(hù)之間的關(guān)系研究

  更多相關(guān)文章： 均質(zhì)巖體 承載層 基本支護(hù) 巷道圍巖穩(wěn)定性 數(shù)值模擬

【摘要】：隨著礦井開采深度的延伸,巷道圍巖在深部高應(yīng)力的作用下,巷道圍巖巖性軟化特征開始顯現(xiàn),巷道周圍出現(xiàn)較大范圍的破碎區(qū),巷道圍巖穩(wěn)定性維護(hù)的難度加大,即使巷道采用基本支護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行強(qiáng)力支護(hù)后,在采動等因素影響下,巷道依然出現(xiàn)較大的變形。為了尋求新的支護(hù)方法,解決深部巷道變形大、難支護(hù)的問題,提出通過再造承載層,使承載層與基本支護(hù)共同作用于巷道圍巖,從而維護(hù)巷道圍巖的穩(wěn)定的巷道圍巖控制方法。本文以均質(zhì)巖體、圓形巷道為前提,結(jié)合一定條件下的巖石力學(xué)參數(shù),通過數(shù)值模擬、相似模擬及理論分析來研究承載層與基本支護(hù)之間的關(guān)系。其研究內(nèi)容主要涉及單一承載層或單一基本支護(hù)對巷道圍巖穩(wěn)定性的影響、承載層相關(guān)參數(shù)對巷道圍巖穩(wěn)定性的影響、承載層與基本支護(hù)共同作用下對巷道圍巖穩(wěn)定性的影響、承載層與基本支護(hù)之間的關(guān)系的數(shù)值模擬以及理論分析。研究結(jié)果表明:給定條件下承載層合適的巖層層位位于巷道中部,其合適的長度為6.0m—稍大于巷道塑性區(qū)半徑,合適的厚度為600mm—約是其巷道半徑的3/10;承載層的存在有利于巷道圍巖穩(wěn)定性的提高,基本支護(hù)的強(qiáng)度并不是越高越好;通過承載層+基本支護(hù)結(jié)構(gòu)中不同方案的模擬,得到承載層與基本支護(hù)之間所存在著相互協(xié)調(diào)的關(guān)系;通過對所假設(shè)的承載層+基本支護(hù)結(jié)構(gòu)作用下巷道圍巖塑性區(qū)半徑的推導(dǎo)及修正,得到了用來表征承載層與巷道基本支護(hù)之間關(guān)系的塑性區(qū)半徑公式。通過對承載層與巷道基本支護(hù)之間關(guān)系的研究,了解承載層與基本支護(hù)之間所存在的協(xié)調(diào)關(guān)系,為通過承載層+基本支護(hù)控制深部巷道圍巖變形,維護(hù)巷道圍巖穩(wěn)定提供了條件。
【關(guān)鍵詞】：均質(zhì)巖體 承載層 基本支護(hù) 巷道圍巖穩(wěn)定性 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：河南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TD322.4
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-19
• 1.1 論文選題的依據(jù)和意義11-12
• 1.1.1 論文選題的依據(jù)11-12
• 1.1.2 論文選題的意義12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析12-17
• 1.2.1 國外的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 國內(nèi)的研究現(xiàn)狀13-17
• 1.3 本文的研究內(nèi)容17
• 1.4 論文創(chuàng)新點(diǎn)17
• 1.5 技術(shù)路線17-19
• 2 單一承載層或基本支護(hù)對巷道圍巖穩(wěn)定性影響的數(shù)值模擬分析19-57
• 2.1 概述19-20
• 2.1.1 承載層的描述19
• 2.1.2 基本支護(hù)的描述19-20
• 2.2 數(shù)值模型的建立及巖石參數(shù)選擇20-26
• 2.2.1 數(shù)值模型的建立21-22
• 2.2.2 巖石參數(shù)的選擇22-26
• 2.3 無承載層和支護(hù)條件下巷道變形特征及應(yīng)力分布26-35
• 2.3.1 無承載層和支護(hù)條件下巷道圍巖的應(yīng)力分布26-29
• 2.3.2 無承載層和支護(hù)條件下巷道圍巖的變形29-32
• 2.3.3 無承載層和支護(hù)條件下巷道圍巖的塑性區(qū)32-35
• 2.4 單一巷道基本支護(hù)對巷道穩(wěn)定性的影響35-50
• 2.4.1 預(yù)緊力為 10kN時(shí)巷道變形及應(yīng)力分布36-40
• 2.4.2 預(yù)緊力為 30kN時(shí)巷道變形及應(yīng)力分布40-43
• 2.4.3 預(yù)緊力為 50kN時(shí)巷道變形及應(yīng)力分布43-46
• 2.4.4 預(yù)緊力為 60kN時(shí)巷道變形及應(yīng)力分布46-50
• 2.5 單一承載層條件下對巷道穩(wěn)定性的影響50-54
• 2.5.1 單一承載層與無承載層時(shí)巷道圍巖的應(yīng)力51
• 2.5.2 單一承載層與無承載時(shí)巷道圍巖的變形51-54
• 2.5.3 單一承載層和無承載層時(shí)巷道圍巖的塑性區(qū)54
• 2.6 本章小結(jié)54-57
• 3 承載層相關(guān)參數(shù)對巷道圍巖穩(wěn)定性的分析57-87
• 3.1 概述57
• 3.2 承載層所處巖層層位的分析57-65
• 3.2.1 承載層位于巷道上部時(shí)巷道的變形及應(yīng)力分布57-60
• 3.2.2 承載層位于巷道中部時(shí)巷道的變形及應(yīng)力分布60-62
• 3.2.3 承載層位于巷道下部時(shí)巷道的變形及應(yīng)力分布62-65
• 3.3 承載層長度的分析65-75
• 3.3.1 承載層長度為 2.0m時(shí)巷道變形及應(yīng)力分布65-67
• 3.3.2 承載層長度為 4.0m時(shí)巷道變形及應(yīng)力分布67-69
• 3.3.3 承載層長度為 6.0m時(shí)巷道變形及應(yīng)力分布69-72
• 3.3.4 承載層長度為 8.0m時(shí)巷道變形及應(yīng)力分布72-75
• 3.4 承載層厚度的分析75-82
• 3.4.1 承載層厚度為 400mm時(shí)巷道的變形75-77
• 3.4.2 承載層厚度為 600mm時(shí)巷道的變形77-79
• 3.4.3 承載層厚度為 800mm時(shí)巷道圍巖變形79-80
• 3.4.4 承載層不同厚度時(shí)巷道塑性區(qū)的變化80-82
• 3.5 承載層的強(qiáng)度對巷道穩(wěn)定性的分析82-85
• 3.6 本章小結(jié)85-87
• 4 承載層與基本支護(hù)共同作用下其間關(guān)系的數(shù)值模擬分析87-99
• 4.1 概述87
• 4.2 承載層+基本支護(hù)對巷道穩(wěn)定性的模擬分析87-92
• 4.3 承載層與巷道基本支護(hù)之間關(guān)系的模擬分析92-97
• 4.4 本章小結(jié)97-99
• 5 承載層與基本支護(hù)之間關(guān)系的理論分析99-109
• 5.1 概述99
• 5.2 支護(hù)條件下巷道圍巖塑性區(qū)半徑的計(jì)算99-101
• 5.3 承載層對圍巖強(qiáng)度的影響性實(shí)驗(yàn)101-104
• 5.4 承載層+基本支護(hù)條件下巷道塑性區(qū)半徑的假設(shè)104-105
• 5.5 承載層+基本支護(hù)條件下巷道塑性區(qū)半徑的推導(dǎo)105-107
• 5.6 本章小結(jié)107-109
• 6 主要結(jié)論與展望109-111
• 6.1 主要結(jié)論109
• 6.2 展望109-111
• 參考文獻(xiàn)111-115
• 作者簡歷115-117
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集117

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本文編號：910098