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葛泉矿软岩大巷底鼓机理及控制研究

发布时间:2016-12-21 21:47

  本文关键词:葛泉矿软岩大巷底鼓机理及控制研究,由笔耕文化传播整理发布。


《中南大学》 2004年

葛泉矿软岩大巷底鼓机理及控制研究

李树清  

【摘要】:软岩巷道底鼓机理及控制一直是采矿科学领域的难题。本论文结合葛泉矿-190南翼运输大巷的工程实际,充分分析了巷道围岩软化、风化、遇水膨胀、扩容和流变等物理力学性质;根据巷道围岩位移监测数据,探讨了该巷道两帮变形与底鼓的关系;以巷道周边大范围的岩体为研究对象,分析了引起该巷道底鼓的因素,探讨了该巷道的底鼓形式及底鼓过程;将巷道围岩支护松动圈理论用来解释底鼓量的构成情况,,通过理论计算或经验公式估算了弹塑性变形、岩石扩容、遇水膨胀等原因造成的底鼓量,提出了两个用来解释巷道底板岩石峰后变形效应的力学模型,从理论上分析了软岩蠕变引起的巷道底鼓量,从而深入揭示该巷道大量级底鼓的机理。论文指出了控制该巷道底鼓的途径和适宜的方法,提出了帮角锚杆加固与底板注浆、帮角锚杆加固与全断面注浆、以及锚注支护三种控制该巷道底鼓的方案;利用UDEC数值模拟软件计算了原支护方案、裸巷、帮角锚杆加固(不注浆)、以及上述三种方案情况下该巷道的底鼓量,分析了上述六种支护状态下巷道围岩塑性区及应力分布情况,比较了注浆前后锚杆轴向受力和破坏情况,探讨了原支护方案不能控制该巷道底鼓的原因,分析了全断面注浆与帮角锚杆相结合控制该巷道底鼓的有效性。支护方案成功应用于现场,取得了良好的技术经济效果,同时为同类巷道的底鼓控制问题提供了方法。

【关键词】:
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TD353
【目录】:

  • 第一章 绪论8-14
  • 1.1 研究意义8
  • 1.2 研究现状8-11
  • 1.2.1 软岩性质9
  • 1.2.2 底鼓机理9-10
  • 1.2.3 底鼓控制10
  • 1.2.4 研究现状评述10-11
  • 1.3 研究内容11-12
  • 1.4 研究方法12-13
  • 1.5 研究目标13-14
  • 第二章 工程背景14-18
  • 2.1 巷道位置14-15
  • 2.2 地质情况15-16
  • 2.3 原支护方案下巷道变形情况16-17
  • 2.4 小结17-18
  • 第三章 巷道围岩的物理力学性质分析18-28
  • 3.1 围岩的矿物成份和微观结构18
  • 3.2 围岩的水理性质18-25
  • 3.2.1 遇水软化、崩解18-24
  • 3.2.2 遇水膨胀24-25
  • 3.3 围岩的力学性质25-26
  • 3.3.1 围岩强度25
  • 3.3.2 围岩的扩容性25-26
  • 3.3.3 围岩的流变性26
  • 3.4 小结26-28
  • 第四章 巷道底鼓的机理28-45
  • 4.1 原支护方案下围岩表面位移情况分析28-30
  • 4.2 巷道底鼓的影响因素30-34
  • 4.3 巷道底鼓的形式与过程34-38
  • 4.3.1 巷道底鼓形式34
  • 4.3.2 巷道底鼓过程34-38
  • 4.4 巷道底鼓量的构成38-43
  • 4.4.1 弹塑性变形引起的底鼓量38-39
  • 4.4.2 底板岩层峰前扩容及峰后剪胀引起的底鼓量39-40
  • 4.4.3 软岩遇水膨胀引起的底鼓量40-41
  • 4.4.4 巷道围岩蠕变引起的底鼓量41-43
  • 4.4.5 巷道底鼓量的综合分析43
  • 4.5 小结43-45
  • 第五章 巷道底鼓控制措施及其数值模拟45-68
  • 5.1 底鼓控制方法概述45-52
  • 5.1.1 加固法45-50
  • 5.1.2 卸压法50-51
  • 5.1.3 联合法51
  • 5.1.4 加固巷道帮角控制底鼓51-52
  • 5.2 底鼓控制的途径和方法52-54
  • 5.2.1 底鼓控制的途径52-53
  • 5.2.2 底鼓控制方法53-54
  • 5.3 底鼓控制方案的数值模拟54-58
  • 5.3.1 底鼓控制方案55-56
  • 5.3.2 数值模拟模型56
  • 5.3.3 数值模拟参数56-58
  • 5.3.4 数值计算过程及计算任务58
  • 5.4 数值模拟结果分析58-61
  • 5.5 锚杆长度的优选61-62
  • 5.6 小结62-68
  • 第六章 巷道支护参数及施工68-74
  • 6.1 巷道支护参数68-71
  • 6.2 施工方法及工艺71-73
  • 6.3 小结73-74
  • 第七章 底鼓控制效果与技术经济分析74-79
  • 7.1 现场施工效果74-75
  • 7.2 巷道围岩表面位移监测分析75-76
  • 7.3 技术经济分析76-77
  • 7.4 小结77-79
  • 第八章 主要结论79-81
  • 参考文献81-84
  • 致谢84-85
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