学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

许厂煤矿煤巷围岩控制技术研究

作　者: 董付科
导　师: 万志军
学　校: 中国矿业大学
专　业: 采矿工程
关键词: 松软破碎围岩流变非线性流变模型及时支护锚网索支护
分类号: TD353
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 336次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

根据许厂煤矿4302轨道平巷围岩自身的地质条件,从岩石长期强度的衰减特征和岩石的应变能的守恒原则出发,建立了非弹性、塑性、黏性元件组合的巷道围岩非线性流变模型,进行了围岩蠕变变形预计。计算结果表明,依据该模型计算的围岩深部位移的变形规律与现场实测规律相似,开始的时候变形速率较快,后来变形速率变得缓慢,验证了该模型的实用性。依据预计的围岩变形特点,提出了及时支护和采用锚网索主动支护的支护原则。针对4302轨道平巷顶煤裂隙发育、松软破碎、不稳定层厚度大,掘进过程中极易冒落等特点,提出“减小空顶距离+减小空顶时间+提高临时支护初撑力+预应力锚索支护”的支护对策;并据此制定了减小循环进尺,强有力的临时支护,左旋高性能预应力螺纹钢锚杆,以及小孔径短锚索加强支护控制顶板的支护方案。采用数值模拟方法比较了新旧支护方案的围岩控制情况。数值模拟表明,巷道表面位移量以回采阶段下沉量为主;巷道周围的应力分布形状是基本相同的,巷道周围的应力分布也是差不多的,应力集中系数基本没有变化,但是围岩应力影响范围有一定程度的下降;巷道周围的塑性区范围在掘进时和回采时都是逐渐减小的,因此巷道围岩的稳定性逐步加强;随着支护强度的增加,巷道围岩应力状态改善,塑性区范围减小,巷道表面位移得到有效控制,据此确定了最优支护方案应用于现场施工。现场实测结果表明:改进的支护设计方案增大了巷道支护强度,可以有效控制巷道围岩变形,提高围岩稳定性,取得了良好的巷道围岩控制效果。

全文目录

致谢  5-6
摘要  6-7
Abstract  7-14
1 绪论  14-23
  1.1 课题的提出及研究意义  14-15
  1.2 岩石流变力学研究综述  15-17
    1.2.1 岩石流变实验研究综述  15-16
    1.2.2 岩石流变本构模型研究综述  16-17
  1.3 锚杆技术发展概况  17-21
    1.3.1 锚杆支护技术研究综述  17-19
    1.3.2 锚索支护技术研究综述  19-21
  1.4 简要评述  21-22
  1.5 研究内容及技术线路  22-23
    1.5.1 研究内容  22
    1.5.2 研究方法和技术线路  22-23
2 巷道围岩非线性流变模型的建立和初步应用  23-35
  2.1 岩石流变的基本概念  23
  2.2 岩石蠕变性能  23-26
  2.3 岩石蠕变性的影响因素  26-30
    2.3.1 岩性及构造因素  26
    2.3.2 应力量级因素  26-28
    2.3.3 围压的影响  28-30
    2.3.4 温度、湿度的影响  30
  2.4 岩石蠕变的微观机制  30-31
  2.5 巷道围岩非线性流变模型的初步应用  31-34
  2.6 本章小结  34-35
3 4302 轨道平巷围岩控制的数值模拟  35-66
  3.1 4302 轨道巷顶底板岩石力学性质的测定  35-39
    3.1.1 岩样的制取  35
    3.1.2 岩石力学性质的实验研究  35-39
  3.2 4302 轨道平巷原有支护设计方案简介  39-41
    3.2.1 巷道断面  39
    3.2.2 支护方式  39-41
  3.3 数值模拟方法  41-44
    3.3.1 模拟模型的建立  43
    3.3.2 岩体物理力学参数的选取  43
    3.3.3 模拟方案及内容  43-44
  3.4 数值计算结果及分析  44-64
    3.4.1 数值计算结果  44-62
    3.4.2 计算结果分析  62-64
  3.5 本章小结  64-66
4 4302 轨道平巷围岩控制工业性试验  66-80
  4.1 4302 轨道平巷地质条件  66-69
    4.1.1 地面相对位置及临近工作面开采情况  66-67
    4.1.2 煤（岩）层赋存特征  67-69
  4.2 4302 轨道平巷蠕变破坏机理和施工工艺  69-71
  4.3 4302 轨道巷围岩控制效果实测研究内容  71
  4.4 实测方法  71-72
  4.5 观测结果与分析  72-78
    4.5.1 表面位移  72-73
    4.5.2 深孔位移  73-75
    4.5.3 锚杆（索）托锚力  75-76
    4.5.4 顶板离层  76-78
    4.5.5 支护效果实照  78
  4.6 技术和经济比较  78-79
  4.7 本章小结  79-80
5 结论与展望  80-82
  5.1 本文主要结论  80
  5.2 展望  80-82
参考文献  82-85
作者简历  85-87
学位论文数据集  87

许厂煤矿煤巷围岩控制技术研究

内容摘要

全文目录

相似论文