高应力软岩巷道支护技术研究

论文摘要

巷道支护问题一直影响着矿区正常生产,尤其是高应力软岩巷道稳定性控制,一直是矿业工程难点问题之一。20世纪80年代初锚喷支护的应用基本解决了浅部地层巷道的支护问题,但随着开采深度的增加,地应力增大,地质条件恶化,大断面软岩巷道支护等问题的出现,使巷道支护又变得十分困难。因此研究深井高应力软岩巷道的合理支护技术具有非常重要的现实意义。本文通过对高应力软岩巷道变形破坏特征和各种变形破坏形态的分析,研究了巷道围岩变形破坏力学机制,并运用弹塑性理论计算分析了巷道围岩弹塑性区应力、应变状况,得出了支护抗力与塑性区半径的变化关系。针对高应力软岩巷道破坏机理,对不同支护作用机理进行了详细的分析与探讨,在此基础上提出了一次锚网索喷支护,二次锚+砌碹加固的联合支护技术。以龙固矿高应力软岩巷道为研究对象,通过围岩特性计算,确立了龙固矿主泵房的支护结构和支护参数。为了检验支护体系的合理性以龙固矿主泵房为试验硐室进行了不同支护的数值模拟计算,通过对应力、变形、塑性区的发展等方面支护效果的对比,验证了这种联合支护技术正是解决高应力软岩巷道支护行之有效的方法。在井下,这一支护技术的应用取得良好的支护效果和经济效果,对指导高应力软岩巷道工程具有理论和实践意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题的提出
• 1.2 国内外软岩巷道支护理论研究现状
• 1.3 国内外软岩巷道支护技术研究现状
• 1.4 研究内容及其方法和研究技术路线
• 1.5 研究意义
• 2 高应力软岩巷道变形破坏机理研究
• 2.1 高应力软岩的定义
• 2.2 高应力软岩巷道变形破坏特征
• 2.3 高应力软岩巷道变形破坏形态分析
• 2.4 高应力软岩巷道围岩变形破坏影响因素
• 2.5 高应力软岩巷道围岩变形计算分析
• 2.6 软岩巷道围岩变形破坏力学机制
• 2.7 本章小结
• 3 高应力软岩巷道联合支护机理研究
• 3.1 高应力软岩巷道支护分析
• 3.2 高应力软岩巷道的支护对策
• 3.3 现有高应力软岩巷道支护机理
• 3.4 "一次锚网索喷,二次砌碹+锚注"联合支护机理
• 3.5 高应力软岩巷道联合支护原则
• 3.6 本章小结
• 4 龙固矿高应力软岩巷道联合支护技术研究
• 4.1 矿井工程概况
• 4.2 围岩的物理力学性能测试及矿物组成分析
• 4.3 地应力测试
• 4.4 龙固矿主泵房支护设计
• 4.5 龙固矿主泵房数值模拟分析
• 4.6 工程测试与分析
• 4.7 支护效果分析
• 4.8 支护技术经济分析
• 4.9 本章小结
• 5 结论
• 致谢
• 攻读硕士期间主要成果
• 主要参考文献