极破碎大变形煤岩体巷道变形机理及支护研究

来源 :湖南科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:skykingzx6103
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
目前,复杂条件下的软岩巷道稳定性控制已成为当今地下巷道工程中最为复杂的难题,严重制约着矿井开采的高产、高效、低耗及安全生产水平,阻碍着矿井开采的健康可持续发展。在我国煤矿的地下开采过程中,存在大量的软岩巷道,其围岩赋存的地质条件较为复杂,特别是极破碎软弱煤岩体巷道,其围岩岩性结构、水理特性及应力分布环境等复杂多变,导致该类巷道破坏机制存在多样性,且以往针对于煤岩体巷道的围岩破坏机理与支护控制理论研究的条件和侧重点都不尽相同。因此,针对特定地质条件下的极破碎大变形煤岩体巷道进行围岩变形破坏力学机理及其支护技术进行研究,对维护该类巷道的围岩稳定性控制具有重要的理论意义和现场实用价值。论文以贵州木孔煤矿11301综采工作面运输顺槽为工程背景,以国家自然科学基金项目(51574122)为依托,根据其围岩赋存特点,系统地分析得出了围岩变形破坏特征及其力学失稳机理,采用现场调查、实验室试验、理论分析、数值模拟以及现场工程试验相结合的研究方法开展研究,提出了能有效维护该类巷道稳定的控制性对策及最优支护方案。对此,本文主要在以下方面进行了研究:(1)通过现场调查和实测,调取了矿井地质资料、11301综采工作面运输顺槽围岩岩层柱状图及其断面支护形式及参数,跟踪调查了原支护断面的巷道围岩变形破坏特点、支护结构破坏情况及现场探测巷道围岩内部裂隙发育状况,总结得出巷道围岩的破坏特征和围岩体破碎情况。(2)针对11301综采工作面运输顺槽围岩体进行了X衍射试验、点载荷强度试验和岩石崩解性试验等一系列基础性实验,分别探明了围岩内部结构裂隙发育情况、围岩矿物成份、围岩体力学强度和水理特性,为巷道支护方案的确定奠定了理论基础。(3)通过综合分析影响巷道围岩变形破坏的各个因素,建立了顶板、两帮力学失稳模型,并结合底板严重的底臌现象,得出了原支护结构下巷道围岩力学失稳机理、围岩失稳判定条件及底板底鼓量估算表达式。(4)基于破碎极不稳定巷道围岩的控制对策和“叠加压缩拱”理论,提出了以“长、短锚索”为主体的联合支护方案,运用正交试验法通过FLAC 3D数值计算得出不同组合情况的支护效果,并有针对性地分析对比在最差支护方案和最优支护方案条件下巷道围岩变形收敛量、位移变化情况及围岩应力分布情况等,并最终得出结论。(5)根据试验巷道11202风巷的实际情况,利用数值优化确定的最佳支护方案情况,得出了该巷道的断面支护方案及支护参数,并对支护断面进行了为期6个月的巷道围岩表面收敛及锚索的受力情况监测,根据监测数据结果,验证并评价其支护效果。
其他文献
随着煤炭开采业的日益发展,对煤炭开采时进行瓦斯抽采和地质钻探的坑道钻机提出了更高的要求,即用高效、快捷、有效的方法对钻机进行合理的改进,以提高其效率,增加可靠性。坑
岩石的宏观断裂失稳与其在受力变形过程中内部微裂隙分布以及裂纹的萌生、扩展和聚集等因素密切相关,而岩石在受力变形过程中的声发射信号强弱变化也反映了其微观破坏的程度
随着精密工程技术的发展,精密定位技术在越来越多的领域得到应用。超磁致伸缩材料(Giant Magnetostrictive Material,GMM)具有应变大、可控精度高等优点,是研制精密驱动器的
煤层推进过程中的底板突水过程是一个及其复杂、非线性的过程,它受到应力场和渗流场的相互影响。因此,底板突水过程的研究发展到了一个新的阶段,固液耦合理论为煤层推进过程
公路桥梁的施工组织设计和施工管控会直接影响工程的质量,在这个过程中承建单位或者施工方会根据具体工程的特点,结合自身资源,与相关施工方案相结合,从而对整体工程进行筹划
作为数值模拟研究的重要组成部分,计算区域的选取问题开始越来越受到国内外诸多学者的关注。然而,一方面是因为缺少可用于定量分析计算区域选取合理性的方法,另一方面是受影
目的:探讨治疗儿童哮喘应用中西医结合的临床效果.方法:将2016年1月1日-2019年12月3日本院收治的90例儿童哮喘患者作为本次研究对象,随机将他们分为两组,各45例患儿.对照组哮
采场覆岩具有显著的梁的结构特征,研究岩梁及组合结构的受力变形、破坏规律是采场覆岩结构研究的基础。本文采用相似材料模拟实验和理论分析方法对单层及双层岩梁在自重作用
目的:比较健脾温肾法和培菲康治疗脾肾阳虚型慢性结肠炎的临床疗效.方法:选取2016年1月至2019年5月我院门诊收治的100例脾肾阳虚型慢性结肠炎炎患者,按照治疗方式的不同将其