深部矿井箕斗装载硐室的围岩稳定性分析和支护设计优化

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随着人类对矿产需求量的不断增加,煤炭的开采强度和深度在不断扩大,进而煤矿箕斗装载硐室的设计规模也在变大,对位于深部的断面大的、结构复杂的装载硐室支护变得更加困难。因此,研究深部矿井大型箕斗装载硐室的围岩稳定性,提出箕斗装载硐室支护优化方案,确保煤矿生产安全,有着十分重要的意义。论文对围岩的稳定性影响因素以及硐室围岩的的变形与破坏进行了分析;研究了影响硐室围岩稳定性因素,硐室围岩变形破坏的具体表现形式,阐述了硐室的开挖方法和支护技术。针对潘三矿深部矿井装载硐室埋深大,断面尺寸大,围岩条件差等特点,对其支护结构进行了优化,减小了锚杆、锚索的间排距,并补打了锚索,与原支护结构计算结果进行了对比分析,结果表明:采用优化方案的支护结构应力和围岩变形均明显小于原设计方案的结构应力和围岩变形,且能够满足硐室围岩受力及变形要求,使得支护体受力得到较为明显的改善,具有一定的安全储备;其次,为研究箕斗装载硐室曲墙四心圆和直墙半圆拱这两种支护结构的的差异性,采用FLAC3D数值模拟软件对两种支护结构作了对比分析,发现当遇到大断面的的箕斗装载硐室,并且地压较大、围岩较差的时候,曲墙四心圆支护结构更有优势,能发挥更大的作用。最后对风井箕斗装载硐室的支护结构进行了实时监测,监测结果表明:支护结构钢筋应力、混凝土应变趋于稳定,并且小于设计值,由此可见优化后的支护结构处于安全状态,可为类似结构的支护设计提供参
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