鑫安煤矿破碎软岩巷道控制技术

论文摘要

煤炭资源开采深度逐年增大,随之而来的是深部巷道尤其是软岩巷道的大变形、高地压、难支护的问题。深部软岩巷道的稳定性控制问题已成为国内外公认的难题之一,引起了国内外学者普遍关注。作为世界上少数具有丰富采煤经验的国家之一,除了不断引进国外先进技术外,还不断的探索创新,走在了深部软岩巷道理论与实践的前列,达到世界先进水平。本课题针对中国深部巷道,尤其是破碎软岩巷道难以支护的现象提出的。主要研究目的是：通过对鑫安煤矿深井地质资料的了解,弄清引起巷道变形的软岩类别,分析软岩变形的机理,通过数值模拟方法进行多方案模拟,针对性地优化各种支护参数,寻求控制深部围岩变形的合理方案,丰富和发展软岩巷道支护技术,为深井围岩稳定性治理提供一定的理论基础和现场实例。根据巷道开挖后围岩的破坏程度和继续变形的能力不同,可以把采掘空间周围的岩体分为四个区,本文利用岩体塑性软化模型建立了深部软岩巷道围岩支护体系的非线性力学模型,给出了巷道国岩弹性区、塑性区、破碎区范围和应力的范围：然后运用数值模拟方法分析了三种断面无支护条件下围岩应力和位移分布规律,经过对比选择合适的支护断面,然后在三种不同的支护方式中选择一种最为理想的支护方式,不断的调节支护参数使之更为合理。本文现场部分针对巷道顶底板与两帮的位移进行观测,并抽取巷道锚杆锚索进行拉拔实验,总结巷道的变形规律与支护结构的受力特点,不断的为数值模拟的调整提供依据,在鑫安煤矿进行了应用,获得较好安全、经济效益,为同类破碎软岩围岩巷道支护提供了重要借鉴和经验。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题的目的和意义
• 1.2 巷道支护技术与理论的研究概况
• 1.3 锚杆支护理论研究存在的问题
• 1.4 课题研究的内容与方法
• 1.5 主要研究路线
• 2 软岩巷道围岩稳定性力学分析
• 2.1 前言
• 2.2 深部巷道初期稳定的力学模型
• 2.3 本章小结
• 3 矿井地质概况
• 3.1 矿井地理及交通
• 3.2 1309工作面工程概况
• 3.3 地质构造
• 3.4 水文地质
• 3.5 本章小结
• 4 巷道支护系统数值模拟分析
• 4.1 预应力锚杆模拟的强度准则与参数选取
• 4.2 巷道断面优化
• 4.3 巷道支护方案选择
• 4.4 锚固巷道壁面位移特征
• 4.5 本章小结
• 5 巷道支护形式选择与支护施工
• 5.1 支护方案的比较选择
• 5.2 支护材料的使用方法
• 5.3 巷道围岩观察与监测方法
• 5.4 围岩变形监测结果及分析
• 5.5 锚杆受力监测分析
• 5.6 现场支护方式和支护参数调整
• 5.7 基本要求
• 5.8 本章小结
• 6 结论与展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 主要展望
• 致谢
• 参考文献