深部顶板破碎巷道变形破坏规律及锚杆支护适应性研究

发布时间：2020-03-22 01:11

【摘要】：随着煤矿采深不断增加,巷道所处的应力和地质环境变得更加复杂,尤其是遇到地质构造带,巷道顶板常表现出破碎特征,传统锚杆支护方法难以确保巷道围岩稳定。本文采用理论分析、数值模拟、室内实验及现场监测的综合研究方法,分析了深部顶板破碎巷道围岩稳定性影响因素,探讨了深部顶板破碎巷道特征并提出了巷道顶板破碎程度评价方法,研究了围岩破碎程度与锚杆支护有效性关系,并进行了深部顶板破碎巷道稳定性控制现场实验及应用,取得了如下主要研究成果:(1)通过理论分析研究了顶板破碎巷道围岩稳定性影响因素,采用数值计算模拟了地应力、顶板岩层强度以及顶板节理性质等因素对巷道裂隙演化规律的影响。结果表明,顶板裂隙发育状况主要依赖于裂隙自身的力学参数,顶板节理强度越低,裂隙发育密度越大;顶板岩层强度对塑性区的扩展范围影响十分显著。(2)通过对钻孔结构面特征影像资料对比分析,将单位长度钻孔图像上的裂隙综合宽度作为评价围岩破碎程度的综合指标,提出巷道顶板破碎程度评价方法,并应用于现场巷道顶板破碎程度分析。结果发现,巷道顶板表面裂隙发育程度高,锚杆末端及顶煤与上部直接顶岩层交界处的结构面容易出现裂隙、离层。(3)通过相似材料模拟实验发现,锚杆的锚固作用在破碎围岩中不能得到充分发挥,锚杆对破碎围岩支护适应性降低。在破碎程度较高的巷道围岩条件下,锚杆的支护效果不佳,需要采取其他辅助支护措施,形成联合协调支护形式,对顶板破碎巷道围岩进行有效控制。(4)对顶板破碎程度较高的巷道,浅部破碎顶板利用高强锚杆加固形成挤压加固承载结构,对深部巷道顶板采用“长锚索+短锚索”的布置方式来提高破碎围岩整体承载能力和浅部破碎顶板控制效果,对巷道表面破碎围岩采用金属网、钢筋梁等加强表面支护措施相结合的方式,提高了围岩的整体性和围岩强度,可以有效控制围岩的变形和维护围岩结构的稳定。
【图文】：

士学位论文逦深部顶板破碎巷道围岩稳定性影响表２．３节理力学参数逡逑Ｔａｂ．邋２．３邋Ｊｏｉｎｔ邋ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ邋ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ逡逑法向刚度邋切向刚度邋内聚力逦内摩擦角逦抗／ＧＰａ／ｍ逦／邋Ｇｐａ／ｍ逦／ＭＰａ逦／°逦／逦２２逦３．７逦１．０逦３８逦２８．８逦５．８逦０．９逦３７１１逦２．３逦０．５逦２８５．９逦１．２逦０．３逦２２逦１３逦２．６逦０．６逦２９逦２２逦３．７逦１．０逦３８

不同应力条件下巷道塑性区扩展规律
【学位授予单位】：山东科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TD353.6

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 王刚;;隧道锚杆支护的数值模拟研究[J];石家庄铁路职业技术学院学报;2019年04期

2 任高岭;;超前锚杆支护在煤矿掘进中的作用[J];科技展望;2016年30期

3 李广明;;煤矿深部掘进锚杆支护新技术探究[J];中小企业管理与科技(中旬刊);2015年03期

4 孙宝华;;矿山锚杆支护要领[J];新疆有色金属;2015年03期

5 姬军权;;煤矿全煤巷道锚杆支护工艺探讨[J];科学中国人;2015年02期

6 熊海;;锚杆支护失效的分析与研究[J];山东煤炭科技;2011年03期

7 熊海;;锚杆支护失效的分析与研究[J];科协论坛(下半月);2010年10期

8 何源;石凡生;;白芨沟煤矿的锚杆支护[J];煤矿现代化;2009年06期

9 梁国家;;锚杆支护失效原因分析[J];矿山机械;2009年10期

10 王虎胜;;浅析锚杆支护的破坏规律[J];煤;2007年05期

相关会议论文 前10条

1 蒋树屏;;隧道围岩中系统锚杆支护效果的研究[A];岩石力学在工程中的应用——第二次全国岩石力学与工程学术会议论文集[C];1989年

2 韩凤山;康立勋;康天合;;神经网络与锚杆支护[A];第一届海峡两岸隧道与地下工程学术与技术研讨会论文集（下册）[C];1999年

3 张玉君;段升金;张振海;;锚杆支护失效原因分析及防范措施[A];第六届全国煤炭工业生产一线青年技术创新文集[C];2011年

4 顾金才;沈俊;;锚杆支护洞室受力反应与破坏形态比例模型试验研究[A];水电与矿业工程中的岩石力学问题——中国北方岩石力学与工程应用学术会议文集[C];1991年

5 周文安;;下峪口煤矿21203工作面半煤岩巷锚杆支护方案设计[A];西部矿山建设工程理论与实践[C];2009年

6 刘波;陶龙光;李先炜;;节理化顶板锚杆支护数值模拟研究与应用[A];世纪之交软岩工程技术现状与展望[C];1999年

7 ;推广高强锚杆支护 提高矿井综合效益[A];第六次全国煤炭工业科学技术大会文集[C];2005年

8 王克全;;浅析锚杆支护与围岩共同承载的机理[A];第三届全国煤矿机械安全装备技术发展高层论坛暨新产品技术交流会论文集[C];2012年

9 郜进海;胡志强;;锚杆支护对围岩变形影响的相似模拟研究[A];矿山建设工程新进展——2007全国矿山建设学术会议文集[C];2007年

10 李t，

本文编号：2594223