论文摘要
随着国内矿山开采深度的加大,地应力越来越大,一系列的工程灾害和安全隐患日益严重,使巷道的支护费用及返修费用增大,因此对其采取有效合理的支护形式有着重要的意义。而锚杆作为巷道的主要支护形式之一,特别是在节理、裂隙发育的破碎岩体中,对岩体加固起着重要的作用。本文以贵州丌磷集团马路坪矿深部巷道为研究对象,通过对该矿区工程地质调查以及地应力测量和四种岩样的物理力学性质测定,为分析该深部巷道围岩稳定性及支护效果提供了依据。通过ANSYS对锚杆长度和底角锚杆角度进行优化,得出锚杆长度2.5米,底锚角度45。为最优。同时引入一种理想吸能锚杆,运用MIDAS/GTS有限元软件对其进行各种工况的数值模拟分析,得知该锚杆既能随着岩体进行初期变形,同时也能在后期提供强大的支护阻力,因此在控制围岩位移方面具有明显的优越性,能最大限度地保证周边围岩的整体性,从而保证围岩的完整性和稳定性,因此具有良好的抗剪支护作用。将理想吸能锚杆作用于巷道的拱顶、两侧拱肩和两侧底角五个位置,并结合锚杆长度和底角锚杆角度的优化,提出改进型的支护方案。通过现场工业性试验和三个月的围岩变形量动态监测,可以得知采用改进的支护方案的巷道两帮收敛量下降了45.5%,顶底收敛量下降了45.6%,其中底鼓量下降了57.5%,大大提高了巷道的稳定性,从而也验证了改进方案的可行性,为今后深部巷道的支护提供了重要的参考价值。
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摘要ABSTRACT第一章 绪论1.1 概述1.2 深部高地应力软岩巷道研究现状1.2.1 软岩的定义1.2.2 软岩的分类1.2.3 高应力软岩的形成条件1.3 研究内容及技术路线1.3.1 研究内容1.3.2 技术路线第二章 开磷集团马路坪矿矿岩特征2.1 矿山基本情况概述2.2 深部矿区地应力测试及结果分析2.2.1 地应力测量方法的分类及选择2.2.2 套孔应力解除法地应力测试结果（1） 地应力测量结果（2） 地应力测量结果分析2.2.3 围岩应力分析2.3 深部高应力软岩巷道围岩物理力学性质2.3.1 劈裂拉伸试验2.3.2 单轴抗压试验2.3.3 岩石加卸载实验2.3.4 矿岩力学测试结果2.4 深部高应力软岩巷道变形破坏特征及原因2.4.1 深部高应力软岩巷道变形破坏特征2.4.2 深部高应力软岩巷道变形破坏原因（1） 客观原因（2） 主观原因第三章 开磷马路坪矿深部巷道支护的数值模拟优化3.1 深部巷道支护有限元分析概述3.1.1 数值模拟分析特点及原理3.1.2 数值模拟软件的选择3.1.3 模型的建立及模拟参数的选取3.2 锚杆支护方案优化3.2.1 现有支护方案的评价及方案选择依据3.2.2 无层理支护方案的优化3.2.3 数值模拟优化方案选择（1） 不同长度锚杆支护方案的计算结果（2） 不同角度的底角锚杆支护方案的计算结果3.3 深部高地应力软岩大变形地段的锚杆方案优化3.3.1 高应力软岩巷道支护原理3.3.2 理想吸能锚杆的设想3.4 支护方案优化结论第四章 理想吸能锚杆的受力状态研究4.1 锚杆的作用机理及影响因素4.1.1 锚杆加固的影响因素4.1.2 锚杆加固围岩的作用机理4.2 理想吸能锚杆受力状态数值模拟分析4.2.1 数值模型的建立4.2.2 受拉力时锚杆应力对比分析4.2.3 受弯时锚杆应力对比分析4.2.4 受扭时锚杆应力对比分析4.2.5 拉剪组合作用时锚杆应力对比分析4.2.6 拉弯剪组合作用时锚杆应力对比分析4.2.7 拉弯扭组合作用时锚杆应力对比分析4.2.8 拉剪扭组合作用时锚杆应力对比分析4.2.9 拉弯剪扭组合作用时锚杆应力对比分析4.3 数值模拟分析结论第五章 理想吸能锚杆—锚固剂—围岩界面力学特性分析5.1 锚杆—锚固剂—围岩界面有限元分析5.2 锚杆—锚固剂—围岩界面有限元模型的建立5.2.1 接触单元理论分析5.2.2 MIDAS/GTS有限元模型建立5.3 锚杆—锚固剂—围岩界面力学特性数值模拟分析5.3.1 位移对比分析5.3.2 轴应力对比分析5.3.3 剪切应力对比分析5.4 数值模拟分析结论第六章 工程实例应用6.1 支护方案改进6.2 支护效果对比第七章 结论与展望7.1 主要结论7.2 研究展望参考文献致谢攻读硕士学位期间发表的学术论文及成果
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标签：深部巷道论文; 高地应力论文; 理想吸能锚杆论文; 支护阻力论文; 数值模拟论文;
