岩石巷道底臌机理分析及治理技术研究

论文摘要

以淮北矿业集团杨庄煤矿Ⅳ53采区回风下山为工程研究背景,综合运用试验分析、理论分析、计算机数值模拟和现场实测等多种手段,对动压影响下岩石巷道的底臌机理和治理技术进行了较为详细的分析,并设计了一套工艺简单、经济合理的支护方案。论文认为,巷道帮底交界处是巷道支护的“关键点”,ⅣV53采区回风下山的支护方案也重点强调了底角锚杆对控制巷道底臌的巨大作用。论文提出的相关机理与现有文献有很大不同,有的甚至截然相反,但现场工业试验的良好效果印证了研究结果的正确性,也反映出现有理论的缺陷。论文的研究结果对岩石巷道支护设计有很强的指导意义,值得在条件类似的巷道推广应用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 问题的提出及研究意义
• 1.2 次生应力问题研究现状
• 1.3 软岩巷道支护理论及支护技术研究现状
• 1.3.1 软岩巷道的耦合支护理论
• 1.3.2 受动压影响的软岩巷道变形破坏机理的研究现状
• 1.3.3 修复技术研究现状
• 1.4 主要存在的问题
• 1.5 论文研究的主要内容与方法
• 1.6 研究路线
• 2 围岩地质力学参数及次生应力测试
• 2.1 工程地质概况
• 2.1.1 块段地质
• 2.1.2 采区构造
• 2.1.3 水文情况
• 2.2 回风下山概况
• 2.3 围岩力学测试
• 2.3.1 取样地点
• 2.3.2 岩石取样、加工与测试
• 2.3.3 测试结果
• 2.4 巷道周边围岩应力测试
• 2.4.1 地应力
• 2.4.2 现有地应力测试方法评述
• 2.4.3 用套筒致裂法测试巷道围岩应力的基本原理
• 2.4.4 Ⅳ53采区回风下山围岩应力测试
• 2.5 本章小结
• 3 巷道变形机理分析
• 3.1 岩石巷道受力特征分析
• 3.1.1 围岩为完全松散体
• 3.1.2 围岩为完全弹性体
• 3.1.3 围岩为弹塑性体
• 3.2 巷道变形机理分析
• 3.3 本章小结
• 4 Ⅳ53回风下山治理方案设计
• 4.1 Ⅳ53回风下山方案设计原理
• 4.1.1 松动圈稳定增强技术研究现状
• 4.1.2 松动圈稳定增强新技术
• 4.2 围岩应力转移原理
• 4.2.1 概述（以底板为例）
• 4.2.2 底角锚杆作用机理的数值模拟
• 4.3 Ⅳ53回风下山设计方案
• 4.3.1 岩石巷道部分
• 4.3.2 穿煤巷道部分
• 4.4 巷道优化设计的数值模拟
• 4.4.1 ABAQUS简介
• 4.4.2 模型的基本情况
• 4.4.3 计算结果分析处理
• 4.4.4 数值模拟结果定量分析
• 4.5 本章小结
• 5 现场工业试验效果观测
• 5.1 测站的基本情况
• 5.2 观测工具及观测方法
• 5.2.1 观测工具
• 5.2.2 观测方法
• 5.3 观测结果原始记录
• 5.4 观测结果分析
• 5.5 本章小结
• 6 主要结论与展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 研究的不足与展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介及读研期间主要科研成果