深井节理岩体巷道稳定性及预应力锚杆支护设计研究

论文摘要

本文以济宁(曲阜)天安矿业集团星村矿某节理发育巷道为工程背景,研究节理工程特征对锚杆支护作用的作用机理。主要采用UDEC等数值模拟软件,对不同巷道宽度、节理间距与不同层理厚度比值、侧压系数不同、工程尺寸与不同节理间距比值、不同预应力等条件下进行了预应力锚杆支护模拟分析。研究了顶板下沉量随着不同工程实际情况变化的规律,分析了工程节理特征对巷道围岩稳定性的影响。重点从巷道顶板节理面之间的水平挤压力、垂直节理间的摩擦力以及锚杆轴力的大小变化及分布情况等方面进行模拟分析,得到以下结论:节理岩体锚杆支护作用,可明显增加岩块之间节理面的水平挤压力,从而加大节理面的摩擦力,维护围岩稳定,很好的改善了顶板应力分布情况,增强了顶板的整体性。以上结果对星村矿的采煤掘巷及巷道锚杆支护提供了理论依据,较好的指导了现场。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题的提出及研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 主要研究内容、研究方法与技术路线
• 2 深井节理巷道结构对巷道稳定性影响分析
• 2.1 深井围岩结构节理性质概述
• 2.2 深部节理巷道围岩破坏机理
• 2.3 深井巷道工程节理特征对巷道稳定性影响的UDEC模拟
• 2.4 本章小结
• 3 深井节理巷道预应力锚杆支护对巷道稳定性影响研究
• 3.1 回采巷道围岩控制原理
• 3.2 锚杆支护的理论基础
• 3.3 预应力锚杆加固围岩的作用机理分析
• 3.4 深井节理巷道预应力锚杆支护对巷道稳定性影响的数值模拟
• 3.5 本章小结
• 4 工程实例
• 4.1 工程现场调研
• 4.2 支护方案设计
• 4.3 矿压观测方案
• 4.4 巷道支护效果分析及评价
• 4.5 本章小结
• 5 主要结论与展望
• 5.1 主要结论
• 5.2 不足与展望
• 致谢
• 攻读硕士期间的主要研究成果
• 参考文献