深部巷道非对称变形分区特征及影响因素

发布时间：2018-08-16 12:09

【摘要】：本文根据深部巷道围岩非对称变形现象,通过理论计算、数值模拟分析、工业性实验等研究方法,对深部巷道非对称变形特征进行了分区,并对非对称变形进行了影响因素分析,并基于新集三矿-700m西四-西五煤探巷的现有支护方案,进行了支护方案优化改进,最终给出推荐支护方案。主要工作如下：(1)根据现有选题相关的国内外研究成果,叙述了深部巷道非对称变形的理论研究、非对称变形支护形式研究以及数值模拟分析研究,并基于以上研究,针对性制定选题研究技术路线；(2)选取巷道非对称变形的不同影响因素,设立各因素下不同水平,进行正交实验模拟,选取巷道围岩表面总位移最大值、表面垂直位移量最大值、表面水平位移量最大值以及巷道断面塑形比例四项考察指标,分别进行极差分析、方差分析与F检验,并对三项位移指标位置分布的非对称性进行了分析；(3)通过对深部巷道围岩非对称变形进行分区,利用弹性力学、结构力学建立各分区简化梁结构模型,对简化的力学模型进行了验证分析并由此求解得出各分区结构的力学解析；(4)对新集三矿-700m西四-西五煤探巷现有支护方案进行模拟分析,并对此进行三类常见改进支护方案模拟分析：改变支护U型钢棚棚距、巷道底板锚固及喷浆以及进行封闭U型钢棚反底拱支护,最终推荐使用封闭U型钢棚反底拱支护方案。该研究成果可为深部倾斜岩层巷道的围岩控制提供一定的理论依据,并对其他类似条件的巷道围岩非对称变形控制提供借鉴作用。
[Abstract]:Based on the asymmetric deformation of deep roadway surrounding rock, the asymmetric deformation characteristics of deep roadway are partitioned by theoretical calculation, numerical simulation analysis, industrial experiment and so on. The influencing factors of asymmetric deformation are analyzed, and based on the existing support scheme of Xi-700m Xi-Si-Xi-Wu-Coal Prospecting roadway in Xinji No. 3 Coal Mine, the optimization and improvement of the supporting scheme are carried out, and the recommended support scheme is finally given. The main work is as follows: (1) based on the domestic and foreign research results of the existing topics, this paper describes the theoretical research of asymmetric deformation of deep roadway, the research of asymmetric deformation support and numerical simulation analysis, and based on the above research, The main contents are as follows: (2) selecting different influencing factors of asymmetric deformation of roadway, setting up different levels of factors, carrying out orthogonal experimental simulation, selecting the maximum value of total displacement of surrounding rock surface of roadway. The maximum vertical displacement of the surface, the maximum displacement of the horizontal surface and the ratio of the profile of the roadway section were investigated respectively by means of range analysis, variance analysis and F test. The asymmetry of the location distribution of three displacement indexes is analyzed. (3) by dividing the asymmetric deformation of surrounding rock in deep roadway, the simplified beam structure model is established by means of elastic mechanics and structural mechanics. The simplified mechanical model is verified and analyzed, and the mechanical analysis of each zonal structure is obtained. (4) the existing supporting schemes of Xinji No. 3 Coal Mine -700m West 4-West No. 5 Coal Prospecting roadway are simulated and analyzed. Three kinds of common improved support schemes are simulated and analyzed: changing the spacing of the support U-shaped steel shed, bolting and spraying the floor of the roadway, and carrying out the closed U-shaped steel shed reverse arch support. Finally, it is recommended to use the closed U-shaped steel shed reverse bottom arch support scheme. The research results can provide some theoretical basis for the control of surrounding rock in deep inclined rock roadway, and can be used as a reference for the control of asymmetric deformation of surrounding rock in other similar conditions.
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD322

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本文编号：2185941