富水软岩巷道变形破坏机理及其支护技术研究

发布时间：2019-11-24 01:15

【摘要】：在煤矿矿井的建设和生产过程中,软岩巷道的变形支护一直是一个难题,尤其是当巷道处于富水状态的不良地质概况时,其变形破坏及稳定性控制机制比一般巷道更加复杂。富水软岩巷道的大变形不仅增加了巷道修复的成本而且带来了巨大的安全隐患。本论文以淮北矿业(集团)有限责任公司袁庄煤矿IV1泵房富水软岩巷道为研究对象,通过现场调研、室内实验、现场检测等研究方法,深入分析富水软岩巷道变形破坏机理和稳定性控制原理,从而得到一种高效便捷的支护方式,进而为矿井的安全生产提供条件。论文通过对IV1泵房富水软岩巷道变形破坏原因分析可知,其变形破坏的主要机理包括：巷道开挖后其周围围岩的质点的应力状态被打破,巷道周围形成松动圈,围岩稳定性极差；围岩在周围游离水的作用下发生软化、泥化等现象,其岩石力学抗压强度仅为其干抗压强度的8%左右,基本丧失承载能力；“水一岩相互作用”对巷道稳定性的进一步削弱；围岩浸水状态下的加速不稳定流变特性。根据上述分析的变形破坏机理并深入挖掘其控制变形的力学本质原理,提出了控制富水软岩巷道变形的“帮部锚网喷强壳支护原理”和“顶底板锚索(杆)作用下承载拱削弱原理”,并深入分析了松动圈注浆加固作用机理。基于上述原理提出了一种适宜富水条件下软岩巷道支护的高效复合式支护方法,即“双层钢筋网喷层+锚索(杆)注浆复合支护”。运用大型数值模拟软件ABAQUS建模分析了该支护方案的可行性,并通过现场工业性试验论证了该支护方案在控制富水软岩巷道大变形方面取得了良好的效果,为同类巷道的支护提供了宝贵的经验。
【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】：TD353

【参考文献】