深埋巷道围岩动力破坏特征及控制技术研究

发布时间：2020-12-04 02:45

　　深埋煤矿巷道围岩动力破坏特征及支护技术的研究对保证巷道稳定性、防治动力灾害具有重要的工程价值和意义。本文以某深埋动力灾害型矿井401105工作面为工程背景,采用室内试验、理论分析和数值模拟相结合的方法,设计工作面巷道的卸压支护方案,并通过预测预报系统进行监测预警和检验支护效果。主要结论:（1）通过室内试验获得了煤岩的基本物理力学参数;分析了深埋巷道围岩稳定性的影响因素和动静载叠加诱发围岩破坏的机理。（2）对原支护方案下围岩变形及动力事件进行分析,巷道顶板及两帮锚杆长度不及松动圈范围,导致巷道围岩支护体强度不足,变形较大,无法有效抵抗动力破坏时发生的瞬间变形。重新设计支护参数,提高支护强度,增长顶锚杆长度为2500mm、缩小顶锚索间排距为“4-5-4”式的1300mm×1800mm、帮部锚杆改为3500mm锚索。（3）依据数值模拟,在新支护条件下掘进、回采和动力扰动下巷道围岩变形均不大,但在巷道围岩处于高应力环境及回采超前压力的共同作用,应力集中区范围和峰值较大,围岩集聚的弹性应变能也较大,在动力扰动作用下极易发生动力灾害。据此提出了巷道围岩动力失稳的三维强度-能量理论,m值较大的区域分... 

【文章来源】：西安科技大学陕西省

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

技术路线图

煤试样图

3（a）抗剪试验 （b）劈裂试样（c）单轴抗压试验图 2.2 力学试验过程图2.2.2 物理力学试验结果对 4 号煤煤样进行密度、吸水率、抗剪、抗拉、单轴抗压及变形试验，得到其物理力学试验结果如表 2.1。表 2.1 4 煤物理力学试验结果试件自然吸水率(%)干密度(g/cm3)饱和密度(g/cm3)饱水抗剪试验 干燥抗剪试验抗拉强度（MPa)单轴抗压强度(MPa)弹性模量（GPa）泊松比内摩擦角(°)粘聚力(MPa)内摩擦角(°)粘聚力(MPa)4煤7.80 1.24 1.34 31.55 2.45 38

【参考文献】：
期刊论文
[1]三维静载与循环冲击组合作用下砂岩动态力学特性研究[J]. 金解放,李夕兵,钟海兵.  岩石力学与工程学报. 2013(07)
[2]深部煤岩动力扰动响应特征及数值分析[J]. 胡少斌,王恩元,沈荣喜.  中国矿业大学学报. 2013(04)
[3]高应力软岩巷道预应力桁架锚索支护技术[J]. 罗立强,王卫军,余伟健,吴海,张永青,屈延嗣.  湖南科技大学学报(自然科学版). 2012(01)
[4]应力波作用下巷道围岩层裂结构的稳定性研究[J]. 卢爱红,郁时炼,秦昊,茅献彪.  中国矿业大学学报. 2008(06)
[5]应力波在岩体中传播的叠加效应[J]. 卢爱红,茅献彪,张连英.  徐州工程学院学报(自然科学版). 2008(03)
[6]岩石动静组合加载力学特性研究[J]. 李夕兵,周子龙,叶州元,马春德,赵伏军,左宇军,洪亮.  岩石力学与工程学报. 2008(07)
[7]深部岩体工程围岩分区破裂化现象研究综述[J]. 钱七虎,李树忱.  岩石力学与工程学报. 2008(06)
[8]冲击矿压巷道围岩控制的强弱强力学模型及其应用分析[J]. 高明仕,窦林名,张农,王恺,郑百生.  岩土力学. 2008(02)
[9]基于能量平衡理论的冲击矿压巷道支护参数研究[J]. 高明仕,张农,窦林名,王恺,阚甲广.  中国矿业大学学报. 2007(04)
[10]弹性地基条件下狭窄煤柱岩爆的突变理论分析[J]. 张勇,潘岳.  岩土力学. 2007(07)

博士论文
[1]地应力瞬态卸荷对围岩损伤特征的影响[D]. 祝启虎.武汉大学 2010

硕士论文
[1]深部软岩巷道全断面锚注加固技术机理及应用研究[D]. 刘洋.安徽理工大学 2017
[2]静、动荷载下含缺陷岩样力学特性的数值试验[D]. 钟波波.大连理工大学 2016
[3]深部巷道围岩塑性区分布及其控制研究[D]. 郭罡业.湖南科技大学 2015



本文编号：2896897