袁店一矿102采区行人上山底鼓控制技术研究

发布时间：2020-09-29 06:32

　　针对软岩巷道底鼓机理以及难以有效控制技术问题,基于大量先前的工程实践和研究分析,以袁店一矿102采区行人上山为具体的工程背景,综合运用现代数学、力学基本理论,采用理论分析、数值计算和现场测量相结合等手段进行研究,对底鼓控制技术进行了系统和全面的分析。并基于数值模拟通过数值模拟,分析了在各种不同支护条件下的底鼓控制,选择了合理的支护技术方案并应用于现场,效果良好,对以后类似巷道底鼓支护提供了一些借鉴的作用。本文主要的研究内容有以下几个方面如下:(1)结合相关的力学原理,建立软岩巷道的力学变形分析模型。分析巷道底板岩层的破坏变形机理,得出相应的底板岩层变形的计算公式,再相应的结合袁店一矿102采区行人上山的工程地质条件,探索出引起底鼓的原因,得出相应的理论计算公式。(2)通过对袁店一矿102采区行人上山已掘巷道的破坏情况的深入调查,根据对现有地质和技术数据的分析,可知影响102采区行人上山底鼓变形破坏的因素是多种多样的,对此进行了分析。(3)根据已知不同底鼓的支护方案的原则,提出进行不同的支护方法的数值模拟计算,分析表明锚杆和注浆的结合使得锚杆和注浆充分发挥在各自的适用范围内,这是支撑动压巷道的有效方法。(4)研究了袁店一矿102采区行人上山的底鼓控制技术,提出了支护的方案系统,进行底鼓控制技术的新方案设计,然后进行现场实践,通过进行系统全面的矿压监测,评估支持效果,验证研究结果的可靠性。图[45]表[18]参[58]
【学位单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TD353
【部分图文】：

分布图,巷道,底板,力学模型

2 巷道底板受力变形理论分析在巷道开挖后，巷道的底鼓不仅仅受到围岩的原岩应力，而且还受到底板岩层所受到的力。当底板岩层的强度比较大时，底鼓变形的就比较小。当底板受到受到水的浸润形成膨胀，会更容易出现底鼓。对底板的控制等所以对底板的岩层进行受力分析就很有必要，对底鼓的产出原因有着重要意义[44]。2.1 巷道底板力学模型在岩石力学和弹塑性力学等理论[45][46]中，巷道在没有开挖之前，上覆岩层的垂直应力属于弹性变形的性态。在开挖之后，就会出现应力的分布和集中现象。当围岩的岩体强度大于岩体的围岩应力，这时围岩就会出现一种弹性的状态，反之，则会出现塑性变形状态。处于这种状态下，我们可以利用极限平衡方程的理论等对巷道底板应力分布如图 2-1(a)所示。为计算方便，底板应力分布图简化成图 2-1(b)，图中为原岩应力，为巷道两帮作用于底板上的集中应力。

力学计算模型,巷道,底板,底板岩层

力应变分量的计算们用微元的方法，早底板岩层中取一个微元，微元体 M 的应力分布情示从图 2-2 可以看到，巷道底板的应力分布情况我们可以看成是线性载荷两种形式的组成，再用微积分的数学方法计算出底板岩层的应力分

底板,巷道,垂直应变,高支

图 2-8 巷道底板中线垂直应变道在开挖以后，两帮出现高支撑压力，形成应力集中，支承压力在底板当应力较大时，将造成底板的破坏。从图 2-5~2-7 可以看出，在两帮支用下，巷道底板中部垂直应力最大，底板容易破坏，应力呈现先增大后势；巷道底角两处的变形量也是最大最不稳定的，剪切力是最大的，所格外的重视。图 2-8 可以看出，我们从底板岩层深度的中看出，10-1.5 之间是个区间段到拉应变的作用力。1.5-4.5 又是一个区间段，在 1.5 处巷道底板岩层的是最小的，也就表明了此处是个很合理的垂直应力临界点，底板受到的是不一样的，在底板的岩层中，浅部容易鼓起突出，深部则是相反。在采过程中，我们知道，上覆岩层通过两帮传递到底板，底板的深部岩层错位离层，受到两帮的作用力后，底板易发生水平应力的集中挤压，产性流动底鼓。以上的理论分析，计算出了应变应力的结果，但是这只是

【参考文献】