深部巷道围岩变形机理及稳定性评价

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本论文主要通过分析深部工程的特点、深部岩体所处的复杂的地质力学环境、深井巷道围岩的变形力学机理、煤岩体的力学参数分析、预应力让压锚杆的结构特征以及稳定可控性的研究与分析,进行了必要的理论分析和计算,同时结合工程模拟软件FLAC3D的模拟,确定了本煤田深井围岩的工程软岩类别,结合相邻煤矿深井巷道的支护方案,初步选取巷道断面形状为矩形和直墙拱形,支护系统的各项参数,随后运用工程类比法初步评价巷道围岩的稳定性,对矿井建设井底车场、工作顺槽等巷道的可支护性进行评价,并提出相关的技术建议。  首先,查阅资料了解了深部工程的观点,剖析了深部工程的工程特征和深部工程岩体的复杂的地质力学环境;其次,分析研究了深井巷道围岩的变形破坏机理,并对其影响因数做了简单总结;第三,深入研究了煤岩体的力学参数,应用MTS三维伺服机对主要可采煤层、顶底板岩体力学参数进行测试;提供不同围压条件下的煤层及顶底板力学性能参数;第四,分析研究了锚杆支护机理,并通过增加让压构件来提高支护系统的支护效率,其自身承载力以及在有效控制围岩变形上都比普通锚杆出色,保证了巷道的稳定性和安全性;第五,参考临近矿井的支护方案,结合钻孔提供的地质资料,借助于理论计算确定巷道支护方案的相关参数,使得巷道围岩的变形得到控制,应力达到动态平衡;第六,借助于数值模拟软件FLAC3D来进行本次模拟,通过对模拟结果的分析,研究巷道围岩的变形量,主要是参考巷道围岩的位移量,分析并对比不同方案的效果,对工作顺槽和井底车场的建设提供合理的意见。运用工程类比的思想,对模拟成果进行了阐述,确定本煤田的深井巷道围岩的变形是可以控制地。  从山东省煤炭工业发展的前景来看,浅部煤炭资源日近枯竭,省内各大煤矿集团下属重点煤矿相继进入深部开采,煤矿深部开采能否做到安全开采问题不仅关系到老矿区的可持续发展,也决定着山东省未来煤炭工业发展方向,其中深井巷道围岩变形的可控性与否至关重要,因此研究深井巷道围岩的稳定性,对煤矿的深部开采具有重要作用。
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