采动影响下28变电所耦合加固技术研究

论文摘要

软岩巷道的围岩稳定性控制,尤其是动压软岩巷道的围岩稳定性控制,一直是采矿工程难点问题之一。工作面的开采引起回采空间周围岩层应力重新分布,不仅在回采空间周围的煤柱上造成应力集中,而且它形成的超前支承压力将影响工作面前方巷道围岩的应力分布,造成巷道严重变形失稳。论文针对米村矿28变电所的具体地质采矿条件,运用理论分析、数值模拟、现场试验等方法,详细分析了在28031工作面开采影响下,28变电所围岩应力分布情况及围岩状态,提出了耦合加固技术。文章还分析了耦合加固技术中几个关键问题,研究了支架围岩关系及原有巷道支护失稳破坏原因,探讨了注浆浆液扩散机理,以及不同注浆压力、水灰比、注浆顺序与浆液扩散半径之间的关系、注浆压力随浆液扩散在围岩中的衰减规律。提出了耦合支护技术措施,分析了锚索托梁布置位置、布置方式对支护承载结构补偿作用影响。在上述分析基础上,结合米村矿28变电所的地质条件进行了现场实验。耦合加固技术在现场实践中得到了成功的应用。本论文研究成果为采动影响下巷道支护提供重要的技术参考,具有良好的经济效益和社会效益,对其它相似动压影响的巷道支护有一定的指导意义。本论文有图40幅,表9个,参考文献57篇。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 概述
• 1.2 国内外软岩巷道的研究现状
• 1.2.1 软岩巷道变形机理
• 1.2.2 关于软岩支护理论
• 1.3 试验巷道概述
• 1.4 论文的研究内容及技术路线
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 研究方法和技术路线
• 2 采动对28 变电所及周围巷道影响的数值分析
• 2.1 28 变电所及轨道大巷三维数值分析
• 2.1.1 FLAC3D 计算程序
• 2.1.2 岩体力学参数与计算方案
• 2.1.3 FLAC3D计算模型的建立
• 2.1.4 数值模拟计算方案
• 2.2 计算结果分析
• 2.2.1 工作面推进过程28 变电所围岩应力分布
• 2.2.2 变电所围岩变形特征
• 2.2.3 注浆对围岩应力的影响
• 2.2.4 注浆对锚索锚固性能的影响
• 2.2.5 锚索加强支护作用分析
• 2.2.6 28031 工作面的位置和不同支护方式对 28 变电所围岩塑性区的影响
• 2.3 变电所原有支护失效原因分析
• 2.4 本章小结
• 3 28 变电所注浆浆液扩散规律研究
• 3.1 28 变电所围岩中浆液扩散机理
• 3.1.1 28 变电所围岩中浆液扩散机制
• 3.1.2 水泥浆液在围岩裂隙中的流动
• 3.2 离散元程序 UDEC 简介
• 3.3 节理岩体中流体流动的离散元分析原理
• 3.3.1 流动模型
• 3.3.2 流体流动数值计算方法
• 3.4 建立浆液扩散数值计算模型
• 3.5 浆液在围岩中扩散形态
• 3.6 不同注浆压力、水灰比与浆液体扩散半径之间的关系
• 3.7 注浆压力在围岩中的衰减
• 3.8 注浆顺序对浆液扩散范围的影响
• 3.9 本章小结
• 4 结构补偿耦合加固技术
• 4.1 支护与巷道围岩结的关系
• 4.2 支护—围岩结构补偿原理
• 4.2.1 支护—围岩结构补偿作用分析
• 4.2.2 支护—围岩结构补偿措施分析
• 4.3 本章小结
• 5 工程实践研究
• 5.1 加固方案
• 5.2 技术措施与施工工艺
• 5.2.1 技术措施
• 5.2.2 施工工艺过程
• 5.3 施工质量管理及安全技术措施
• 5.4 施工遇见的问题分析
• 5.5 矿压观测
• 5.5.1 矿压观测目的
• 5.5.2 矿压观测内容、方法及要求
• 5.6 技术与经济效益分析
• 5.6.1 加固效果分析
• 5.6.2 经济效益分析
• 5.7 耦合加固支护技术总结
• 6 结论
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集