深井热力耦合软岩巷道围岩破坏机理及支护技术研究

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本论文结合肥城矿业集团陈蛮庄煤矿超千米深井复杂地层的软岩巷道、硐室变形、破坏的特点,依据国内外对深部问题的研究现状,针对深部热力耦合软岩巷道支护中出现的诸多问题,采用巷道围岩地质力学测试、理论分析、数值模拟、矿压监测及工程实践相结合的研究方案,主要研究成果体现在以下三个方面:  (1)采用弹塑性力学、流变力学基本理论分析了深部热力耦合软岩巷道在热应力、高地应力作用下的变形破坏机理;运用渗流力学、热力学的基本理论分析深部热力耦合软岩巷道在高温作用下的变形破坏机理;采用FLAC3D软件对深部热力耦合软岩巷道的变形破坏机理进行数值模拟研究,分析巷道轴向与最大水平应力呈不同夹角时对深部软岩巷道围岩稳定性的影响。  (2)采用FLAC3D软件模拟揭示了深部热力耦合软岩巷道开挖过程中围岩的力学特征;基于对深部热力耦合软岩巷道变形破坏特征与破坏机理研究及巷道围岩的力学特征分析,完善了深部热力耦合软岩巷道控制方法;运用弹塑性理论研究了锚注加固结构弹塑性区的发展规律,提出锚注加固结构的极限承载能力  (3)针对陈蛮庄煤矿深部热力耦合软岩巷道支护存在的问题,提出了以内注浆锚杆为核心的锚注联合支护体系。矿压监测表明,锚注联合支护技术有效地控制了深部热力耦合软岩巷道围岩的大变形和流变特性,维护和保持了巷道的长期稳定,取得了良好的技术经济效果。
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