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深埋煤矿盘区岩巷底鼓发生机理及支护设计研究

发布时间:2018-05-31 03:58

  本文选题:深埋岩巷 + 底鼓机理 ; 参考:《西安科技大学》2015年硕士论文


【摘要】:开展深埋煤矿岩巷底鼓发生机理及支护技术具有重要的工程应用价值,本文以彬长矿区某矿盘区2#辅助运输大巷为依托,采用室内实验、理论分析、数值模拟及现场试验相结合的方法对大巷底鼓的发生过程、影响因素、力学模型以及支护技术等进行了研究。主要工作和结论有:(1)基于岩石单轴压缩试验应力应变特性,分析得到岩巷底鼓的发生过程经历了压缩变形、弹性变形、弹塑性变形、软化和滑移等五个阶段;通过室内试验得到大巷底板泥岩蒙脱石等亲水物质含量过高,遇水极易发生膨胀,且产生较大膨胀力;将底板岩石划分为中膨胀性软岩,并确定该巷道底鼓类型为遇水膨胀性底鼓,全面揭示了深埋岩巷底鼓发生机理。(2)分析得到底鼓发生的主要影响因素有高应力下岩石流变、软岩膨胀性、底板未支护以及巷道掘进和邻近采区采动;建立深埋巷道底鼓力学模型,求解得到大巷底板围岩压力,从弹塑性形变、软岩膨胀性以及流变三方面考虑,进行了巷道底鼓量估算,提出了增设钢筋混凝土反底拱+底角锚杆的全断面支护方案,并完成大巷底鼓支护方案设计。(3)采用FLAC数值模拟方法对提出的大巷底鼓支护方案的可行性进行验证,结果表明,采用全断面支护方案后,巷道围岩变形较小,底鼓治理效果显著,提出的大巷底鼓支护设计方案可行。(4)现场试验监测结果表明,巷道底鼓量为22.4mm,相比治理前明显减小,底板变形得到了有效地控制,能够满足盘区运输大巷变形要求。研究成果对类似工程有参考价值。
[Abstract]:It has important engineering application value to develop the mechanism of rock roadway floor bulge and support technology in deep buried coal mine. Based on the auxiliary transportation roadway of a certain mining area in Bingchang mining area, laboratory experiments and theoretical analysis are adopted in this paper. Numerical simulation and field test are used to study the occurrence process, influencing factors, mechanical model and supporting technology of roadway floor heave. The main work and conclusions are as follows: (1) based on the stress-strain characteristics of rock uniaxial compression test, it is found that the rock roadway floor bulge has undergone five stages: compression deformation, elastic deformation, elastic-plastic deformation, softening and slip. The indoor test shows that the hydrophilic substances such as mudstone montmorillonite and other hydrophilic substances in the bottom of the roadway are too high, which is easy to expand when the water is encountered, and the swelling force is also produced, and the bottom rock is divided into moderately expansive soft rock, It is determined that the type of bottom bulge of roadway is water swelling type, and the mechanism of bottom bulge in deep buried rock roadway is fully revealed. The main influencing factors of bottom bulge are rock rheology under high stress and swelling of soft rock under high stress. The mechanical model of underground roadway floor heave is established, and the surrounding rock pressure of roadway floor is obtained from three aspects: elastoplastic deformation, soft rock expansion and rheology. This paper estimates the amount of roadway floor heave, and puts forward a full section supporting scheme by adding reinforced concrete reverse bottom arch bottom angle bolt. The feasibility of the proposed scheme is verified by using FLAC numerical simulation method. The results show that the surrounding rock deformation of roadway is small after adopting the full section support scheme. The results of field test and monitoring show that the floor heave of roadway is 22.4mm, which is obviously smaller than that before treatment, and the deformation of floor is controlled effectively. It can meet the deformation requirement of transport roadway in disk area. The research results have reference value for similar projects.
【学位授予单位】:西安科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TD353

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本文编号:1958195

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