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大断面非等高巷道交岔点围岩控制研究

发布时间:2020-10-23 09:08
   针对交岔点处暴露面积增大、应力环境复杂、破坏范围加大和表面变形加剧等问题,以高河能源北翼胶带大巷机头硐室群为研究背景,运用理论分析、数值模拟及现场实测的研究手段,对非等高巷道交岔点围岩应力分布和破坏特征及影响因素进行综合分析,提出非等高巷道交岔点差异化支护技术。主要取得以下研究成果:(1)理论分析了弹性状态下和弹塑性状态下交岔点围岩应力分布规律,得出围岩破坏范围与巷道半径、埋深及侧压系数呈正相关关系,与围岩强度和交岔角度呈负相关关系。对比分析了等高与非等高巷道交岔点围岩破坏特征,提出控制非等高交岔点的关键在于支巷顶板稳定,以减小等效跨度。(2)分析了巷道尺寸效应对交岔点围岩稳定性影响规律,揭示了不同巷道尺寸下围岩应力空间分布特征和围岩变形特征。提出当交岔角度小于60°时,围岩整体变形量和塑性区范围急剧增加,最佳的交岔点布置方式应为垂直布置。(3)对比分析了不同岩体结构中,支巷高度变化对交岔点围岩稳定性影响规律。提出煤巷交岔点中加强交岔区域巷帮和支巷顶板支护,而岩巷交岔点中加强交岔点顶板支护的差异化补强方案。(4)基于高河能源地质条件,确定了驱动硐室间最小煤柱宽度为6 m。对机头硐室顶板及帮部、联络巷顶板进行锚索加强支护。现场实测表明,围岩表面位移较小,顶板未出现离层,超过2 m深的围岩基本无裂隙发育,支护设计满足交岔点围岩稳定性要求。
【学位单位】:中国矿业大学
【学位级别】:硕士
【学位年份】:2019
【中图分类】:TD322
【部分图文】:

巷道交岔点,类型


巷道交岔点类型Figure1-1Typesofroadwayintersection

顶板稳定性,硐室,计算模型,侧向压力


图 2-9 硐室顶板稳定性计算模型Figure 2-9 Calculation model for stability of chamber roof重力 q 和水平侧向压力 N 的作用下,顶板弯曲变形方程为:22d WD Mdx (2-6

关系曲线,关系曲线,变化速率,较小


图 2-10 maxW W 与(N/Nmin)关系曲线Figure 2-10 The relationship curve between and (N/Nmin)由图可以看出,(N/Nmin)≤0.55 时, 随(N/Nmin)变化速率较小
【参考文献】

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本文编号:2852830

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