司马矿松软、破碎顶板巷道中空注浆锚索加固技术研究

发布时间：2017-06-15 19:01

  本文关键词：司马矿松软、破碎顶板巷道中空注浆锚索加固技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：煤炭资源在我国能源构成中一直占有举足轻重的地位，占我国能源的70%以上，并在今后相当长的时间内仍然是我国的主要能源。我国煤炭开采历史悠长、开采规模随开采技术的进步也越来越大，多数老矿井伴随以每年8~12m的速度逐渐地转入深部开采，，受冲击地压、采动影响许多原有锚注支护巷道出现严重变形破坏，尤其是松软、破碎煤层巷道变形破坏更为严重，给煤矿的安全生产带来巨大影响，因此巷道修复加固势在必行。深入的研究锚杆（索）支护技术和理论、松软、破碎巷道围岩破坏机理及以中空注浆锚索为介质的注浆扩散机理和形态，为巷道深部破碎围岩的支护加固提供理论基础具有重大意义。 本文在查阅大量的国内外软弱、破碎围岩巷道支护相关的论文和文献的基础上，并结合现场调研分析了司马矿二采区猴车巷（里段）顶板变形破坏的特点、围岩变形的影响因素及煤层巷道变形力学机制。以注浆改善围岩巷道自身承载能力为出发点，分析了松软、破碎煤层巷道顶板注浆时浆液的流动规律、贯通网络的形成以及浆液凝固后形成的脉状网路形态等。通过实践经验和相关理论公式对中空注浆锚索参数优化设计、注浆参数设计及在现场施工中注浆锚索施工工艺和注浆施工工艺进行了系统的分析和研究。然后，制定了现实可行的二采区猴车巷（里段）施工设计方案。 计算机数值模拟实验采用Flac~(3D)模拟软件研究二采区猴车巷（里段）顶板在中空注浆锚索补强支护前后围岩的变形破坏情况。结果表明，通过注浆锚索补强后，围岩应力向深部延伸，中空注浆锚索控制围岩稳定效果明显。 最后通过现场矿压实测数据，验证了理论分析和数值模拟结果的合理性。该研究成果为中空注浆锚索技术的应用提供了理论参考和实践经验，对类似条件下煤层巷道支护加固补强方案的实施有一定的现实意义和参考价值。
【关键词】：破碎顶板 中空注浆锚索 数值模拟 注浆加固 巷道修复
【学位授予单位】：河北工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TD327.2;TD353
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-23
• 1.1 问题的提出及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-20
• 1.2.1 锚杆（索）支护技术研究概况11-14
• 1.2.2 锚杆（索）支护理论研究概况14-18
• 1.2.3 基于煤巷层状结构的锚杆（索）顶板支护稳定性研究概况18-19
• 1.2.4 注浆技术的发展19-20
• 1.3 主要研究内容20-21
• 1.4 研究方法及技术路线21-23
• 1.4.1 主要研究方法21
• 1.4.2 技术路线21-23
• 第2章 软弱、破碎煤巷顶板变形破坏特征及机理研究23-30
• 2.1 工程概述23-24
• 2.2 软弱、破碎煤巷变形破坏特征及影响因素分析24-26
• 2.2.1 松软、破碎煤巷变形破坏特征24-25
• 2.2.2 松软、破碎煤巷变形破坏原因分析25-26
• 2.3 软弱、破碎煤巷围岩变形破坏力学机理26-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第3章 中空注浆锚索顶板注浆扩散机理研究及形态分析30-40
• 3.1 注浆扩散理论研究30-33
• 3.1.1 球形扩散理论30-32
• 3.1.2 柱体扩散理论32
• 3.1.3 袖管扩散理论32-33
• 3.2 注浆扩散机理研究33-34
• 3.3 浆液扩散形态分析34-39
• 3.3.1 二采区猴车巷（里段）顶板围岩裂隙发育程度34-36
• 3.3.2 压注浆液扩散形态分析36-38
• 3.3.3 注浆加固作用分析38-39
• 3.4 本章小结39-40
• 第4章 软弱、破碎煤巷注浆锚索支护数值模拟研究40-51
• 4.1 FLAC 模拟软件简介40
• 4.2 建立模型40-42
• 4.3 模型参数选取42-43
• 4.3.1 围岩力学参数选取42
• 4.3.2 锚杆、预应力锚索及中空注浆锚索参数42-43
• 4.4 数值模拟结果与分析43-50
• 4.4.1 巷道围岩应力分布43-45
• 4.4.2 巷道围岩变形分析45-48
• 4.4.3 巷道围岩变形及支护体受力分析48-50
• 4.5 本章结论50-51
• 第5章 二采区猴车巷（里段）中空注浆锚索加固工程实践51-75
• 5.1 中空注浆锚索简介51-53
• 5.1.1 中空注浆锚索的技术特点51
• 5.1.2 中空注浆锚索的结构特征51-52
• 5.1.3 中空注浆锚索的技术优势52-53
• 5.2 支护技术方案设计53-61
• 5.2.1 工程概况53-55
• 5.2.2 支护加固方案设计55-58
• 5.2.3 支护材料优化设计58-61
• 5.3 中空注浆锚索封孔工艺61-64
• 5.3.1 钻孔施工工艺61-62
• 5.3.2 封孔工艺62-64
• 5.4 注浆锚索注浆参数和注浆工艺64-68
• 5.4.1 注浆材料及参数64-65
• 5.4.2 中空注浆锚索注浆工艺65-67
• 5.4.3 中空注浆锚索支护及注浆施工所需材料与设备67-68
• 5.5 注浆压力与注浆量的记录68-73
• 5.6 本章小结73-75
• 第6章 试验巷道矿压观测及分析75-81
• 6.1 矿压观测内容及测站布置75-76
• 6.1.1 矿压观测内容75
• 6.1.2 矿压测站布置方式75-76
• 6.2 矿压观测76-79
• 6.2.1 巷道表面位移的观测结果及分析76-78
• 6.2.2 中空注浆锚索体受力监测结果及分析78-79
• 6.3 中空注浆锚索支护效果分析79
• 6.4 本章小结79-81
• 结论与展望81-83
• 参考文献83-87
• 致谢87-88
• 作者简介88-89
• 攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果89-90

【参考文献】

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本文编号：453195