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龙口北皂煤矿是我国第一个进行海下采煤的矿井。北皂煤矿海域煤系地层松软破碎,巷道变形难以控制。本文通过室内试验、现场数据观测和数值模拟,分析得出了海域软岩巷道的变形规律及应力场分布规律。其研究成果对解决海域巷道支护问题具有重要的参考价值。 本文主要进行了三个方面的观测研究工作:一、通过室内试验,测试了北皂煤矿海域岩石单轴应力状态下的全应力应变曲线,进行了岩石三轴应力测试,还进行了岩石水理性质、矿物成分和微观结构等测试。二、通过现场矿压观测,获得了大量的巷道围岩变形实测成果,并对观测成果进行了整理分析。总结了巷道变形特点,得出了围岩变形规律。三、利用空心包体应力计法,进行了北皂矿海域地应力测量,得出了龙口海域地应力场分布规律,为井巷断面形态优化、方位的合理选择及巷道支护等提供了科学依据。最后采用有限元数值仿真方法,结合北皂海域—350m变电所、水泵房巷道现场实际情况,进行了巷道在不同支护情况下围岩应力分布和位移规律研究,模拟了支护引起的围岩收敛变形移动。