深埋富水软岩巷道变形机理与控制技术研究

来源 :山东科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:foxdeng
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
随着我国煤矿开采深度的不断增加,深部巷道极易受到地下水、地热、高应力等复杂地质条件的影响,表现出变形大、松动范围广、地压显现剧烈等显著特征,给深部高应力富水软岩巷道支护问题带来巨大困难与挑战,因此研究高应力富水软岩巷道变形破坏特征、失稳机理及相关支护技术有着重大现实意义。本文以陈蛮庄矿-900m水平井底车场为工程背景,针对高应力富水软岩巷道支护问题,采用现场实测、物理实验、理论分析、数值模拟及矿压观测等技术手段,主要取得了如下研究成果:  (1)结合实验室试验及现场钻孔窥视结果,分析了该巷道泥岩强度大小、矿物成分含量、地应力分布情况及围岩松动破坏范围,确定了巷道软岩类型及失稳破坏模式;运用FLAC3D软件,研究了不同埋深、侧压系数和粘聚力衰减规律情况下直墙拱软岩巷道变形规律和塑性区扩展情况,总结了高应力富水软岩巷道变形破坏失稳机理。  (2)基于弹塑性力学与损伤力学相关理论,在考虑渗流及岩体损伤软化条件下,建立了深部富水软岩巷道注浆前后围岩应力及变形计算模型,求得了模型的封闭解析解;在建立模型的基础上,研究了渗流、岩体粘聚力、支护阻力对围岩应力、应变及变形的影响,并对比分析了注浆前后不同渗透系数、注浆区参数条件下的围岩变形及塑性区扩展规律。  (3)运用 FLAC3D软件,研究了注浆半径与注浆区粘聚力、弹性模量和内摩擦角对巷道围岩塑性区分布的影响;同时在锚注支护条件下,研究了不同锚杆预紧力、锚杆长度、注浆区粘聚力和内摩擦角对巷道围岩变形及塑性区分布的影响,为支护方案的优化提供理论基础。  (4)在原支护方案的基础上,提出了2种优化支护方案,分别为"锚喷+高强锚索联合支护方案"和"锚注喷+高强锚索联合支护方案";运用FLAC3D软件对比分析了两种优化方案的位移场及塑性区分布情况,选取了最优支护方案;结合工业性试验,对巷道表面位移、深部围岩位移及锚杆轴力变化进行了矿压监测,结果表明,优化后的支护方案有效的控制了巷道围岩有害变形,解决了深部高应力富水软岩巷道大变形失稳破坏的工程难题。
其他文献
合流制排水系统的截流倍数是直排式合流制排水系统截流改造中的重要参数,其大小的选择对截流改造工程的环境效益、管网及污水厂建设投资和运行成本均起着决定性的作用。若截流
在土木建筑钢结构和道桥建设工程中,高强度螺栓连接的应用越来越广泛。高强度螺栓的紧固安装过程中,确保施工预拉力值满足要求是使高强度螺栓连接能够正常工作的关键。控制扭矩
位于吉林省集安市的高句丽遗址——丸都山城,是研究高句丽文化历史的宝贵资料。该遗址1982年2月被国务院列为国家重点文物保护单位,在2004年第二十八届世界文化遗产大会上,被
地震动的模型化研究虽则成就巨大却也问题颇多.该论文旨在通过对地震动工程特性及现行设计地震动的认真审视,分析问题之所在,力所能及地研究其中若干问题的解决方法.为此,地
泥石流源区砾石土的粘土颗粒(粒径2mm及
改革开放以来,我国的房地产业得到了迅速的发展。作为一个独立的产业部门,房地产业是国民经济的支柱产业,在我国经济中占有重要的地位。但由于历史的原因,各地房地产业发展进度不
服役构件锈蚀后的剩余使用寿命的评估是目前广受关注的问题之一,锈蚀钢筋混凝土梁的承载能力降低,破坏前无显著预兆,具有明显的脆性性质。为了评估这类构件的损伤程度及其损
随着我国经济及人口城市化的快速发展,城市中涌现了大量的带转换结构的复杂高层建筑。对于带转换的复杂高层结构,转换层上下楼层刚度往往有突变的可能。转换层上下楼层抗侧刚度
多支盘挤扩桩是近年来开始广泛应用于工程的一种新桩型。它是在直桩基础上,通过在桩周适宜土层增设承力盘而形成的变截面桩。单桩竖向承载力主要由扩径体(承力盘)承担。它能
住宅热性能评价方法的确定是研究如何改进住宅热性能的基本前提,但现有的研究中存在住宅热性能评价方法不一致的问题,并且这已影响到节能住宅的设计导向。 针对现有的问题,论