复杂条件下巷道变形规律及支护方案研究

发布时间：2017-08-17 07:26

  本文关键词：复杂条件下巷道变形规律及支护方案研究

  更多相关文章： 复杂条件 巷道变形 数值模拟 支护

【摘要】：针对某钨矿+496m水平运输巷道7线与11线之间被F2大断层切割,岩体破碎,同时竖井掘进出来的废石被直接堆放至+496m水平运输巷道地表,加剧了+496水平运输巷道F2断层破碎带附近区域的岩层移动复杂性。采用现场地质调研、现场监测、理论分析、数值模拟等研究方法,得出了巷道变形规律,并给出相应的支护方案。本文的主要研究成果如下:⑴现场使用JSS30A型数显收敛计对巷道围岩进行收敛监测,根据得出的496运输巷道监测数据,并对其监测值及位移值进行分析,得出支护的最佳时机,且通过声波法对巷道围岩松动圈的测试,得出巷道围岩松动圈的范围,为锚杆及锚喷支护时选取锚杆长度提供重要依据。⑵应用FLAC-3D数值软件进行了巷道开挖的模拟,分别模拟了巷道初始开挖、巷道附近采空区及上覆岩土动态加载对巷道围岩变形影响情况,通过观测集中应力的出现位置,得出了应力集中的位置出现在断层的破碎带处与巷道交汇处附近的顶板及侧帮上,并根据数值模拟监测点,绘制出巷道围岩位移变形图,并结合了收敛监测值得出巷道的变形规律特征,巷道的变形破坏范围主要区域在断层破碎带上盘5米范围内及下盘20米范围内,其中变形破坏量最严重的是在断层破碎带处及破碎带下盘的5米范围内。⑶选取喷射钢筋混凝土、锚杆及锚喷支护三种不同的支护方式,并对其进行相应的理论分析,选择相应的支护参数进行数值模拟,模拟结果得出三种不同的支护方式都改变了巷道围岩的破坏形式,围岩变形得到改善,巷道趋于稳定,且都得到较好的效果,相比较喷射钢筋混凝土效果最差,锚杆次之,锚喷效果最好。但是锚杆与锚喷支护施工技术要求高,相对成本也较高,基于综合考虑最终选取了喷射钢筋混凝土。
【关键词】：复杂条件 巷道变形 数值模拟 支护
【学位授予单位】：江西理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD353
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 问题的提出及研究意义9-10
• 1.2 本课题国内外研究现状10-12
• 1.2.1 断层条件下岩层移动研究现状10-11
• 1.2.2 断层条件下巷道支护技术研究现状11-12
• 1.3 存在的主要问题12
• 1.4 研究内容、方法和技术路线12-15
• 1.4.1 研究内容及方法12-14
• 1.4.2 技术线路14-15
• 第二章 巷道围岩地质特征与巷道变形规律模拟15-39
• 2.1 巷道围岩地质概况15-17
• 2.1.1 地层15
• 2.1.2 断层15
• 2.1.3 岩浆岩15-16
• 2.1.4 矿体分布、形态、产状及规模16-17
• 2.2 巷道围岩水文地质条件17-18
• 2.3 巷道围岩失稳破坏特征18-20
• 2.3.1 巷道概况18
• 2.3.2 巷道围岩破坏情况现场调查18-19
• 2.3.3 巷道围岩变形破坏特点19-20
• 2.3.4 巷道变形破坏原因20
• 2.4 巷道围岩运动规律及破裂范围20-23
• 2.4.1 巷道围岩运动规律21
• 2.4.2 巷道围岩的主要破裂范围21-22
• 2.4.3 巷道岩体形变与其破裂范围的关系22-23
• 2.5 数值计算模型的构建23-38
• 2.5.1 数值计算模型的构建23-26
• 2.5.2 巷道在断层开挖后变形的模拟26-27
• 2.5.3 采空区对巷道变形的影响27-30
• 2.5.4 上覆岩土对巷道围岩的影响30-38
• 2.6 小结38-39
• 第三章 巷道收敛变形监测与松动圈测试39-55
• 3.1 引言39
• 3.2 巷道收敛变形监测39-44
• 3.2.1 监测目的39
• 3.2.2 监测原理39-40
• 3.2.3 仪器安装40-41
• 3.2.4 监测结果41-42
• 3.2.5 支护时机42-44
• 3.3 巷道松动圈测试44-54
• 3.3.1 松动圈的概念44-45
• 3.3.2 松动圈的性质45
• 3.3.3 松动圈的测试45-49
• 3.3.4 测试记录及分析49-54
• 3.4 本章小结54-55
• 第四章 巷道支护方案研究55-73
• 4.1 原支护方式及破坏情况55
• 4.2 支护方案研究55-72
• 4.2.1 喷射混凝土支护55-61
• 4.2.2 锚杆支护61-65
• 4.2.3 锚喷支护65-72
• 4.3 本章小结72-73
• 第五章 结论与展望73-75
• 5.1 结论73-74
• 5.2 展望74-75
• 参考文献75-77
• 致谢77-78
• 攻读学位期间的研究成果78-79

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 郭兴明,徐精彩,惠世恩;巷道煤体漏风规律研究[J];西安交通大学学报;2001年03期

2 靖洪文;李元海;许国安;陈坤福;;深埋巷道破裂围岩位移分析[J];中国矿业大学学报;2006年05期

3 童宗圣;马守龙;;双注支护技术在返修巷道中的应用[J];山西建筑;2008年02期

4 姜怀友;杨建国;;巷道修复技术研究与应用[J];山东煤炭科技;2009年01期

5 古全忠;周光华;杨德;张晓峰;郭艳飞;;瑞米支柱在软顶巷道的支护应用[J];煤矿开采;2009年03期

6 姜晨光;方丽娟;宋林松;闫春茹;李增有;;不同断面巷道的抗震性能研究[J];矿冶;2010年01期

7 徐聪;杨建伟;曹孟蒙;;“延伸截取法”巷道扩修实践[J];中州煤炭;2010年05期

8 潘一山;吕祥锋;李忠华;代树红;;高速冲击载荷作用下巷道动态破坏过程试验研究[J];岩土力学;2011年05期

9 郑西贵;张农;韩昌良;;多断面巷道表面收敛快速观测方法研究[J];中国矿业大学学报;2011年05期

10 何征;孙卓磊;李柔学;;巷道冒顶的因素与预防[J];山东煤炭科技;2011年05期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 靖洪文;;深埋巷道破裂围岩位移分析及应用[A];盛世岁月——祝贺孙钧院士八秩华诞论文选集[C];2006年

2 周坤;赵毅鑫;谢帅涛;刘迪;;模型边界位置对巷道变形模拟结果的影响研究[A];北京力学会第18届学术年会论文集[C];2012年

3 王长江;刘夫晓;王黎明;;浅析矿山巷道变形的监测[A];第二十届“冀鲁川辽晋琼粤”七省矿业学术交流会论文集[C];2013年

4 田花永;;基于数值模拟技术的巷道毛硐尺寸设计[A];矿山地质灾害成灾机理与防治技术研究与应用[C];2009年

5 付跃升;杨万斌;;多次破坏后巷道修复原理与方法[A];矿井建设与岩土工程技术新发展[C];1997年

6 张农;;巷道围岩强化支护技术体系及实践[A];煤炭开采新理论与新技术——中国煤炭学会开采专业委员会2007年学术年会论文集[C];2007年

7 高灵志;;掘进巷道超前预审查是实现煤矿生产安全高效、科学经济的有效手段[A];全国煤矿千米深井开采技术[C];2013年

8 毛兴武;;朱家湾矿井开拓准备巷道变形的原因分析及对策[A];中国煤炭学会煤矿安全专业委员会2009年学术研讨会论文集[C];2009年

9 张琨;任建喜;;煤矿高应力巷道破坏机制及其返修技术研究[A];岩石力学与工程的创新和实践：第十一次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2010年

10 李向征;倪新华;姚宏章;;差值法速算拱形巷道面积的研究与应用[A];创新推动新型煤炭工业体系建设和安全健康发展——2010年湘赣皖闽苏等多省（市）煤炭学会学术交流暨湖南省煤炭科技论坛论文集[C];2010年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 杨沛洁;平煤四矿给修复巷道“贴标签”[N];平顶山日报;2007年

2 潞安矿业（集团）公司审计处 王哲;巷道破坏分析和巷道维护技术[N];山西科技报;2005年

3 程占国;云驾岭矿工艺创新打造平安巷道[N];河北经济日报;2010年

4 徐宁 梁祚山 杨殿栋;千米深处完美对接[N];中国能源报;2013年

5 张洪武 记者 王大伟;东海矿唱响质量标准化“四重奏”[N];鸡西日报;2008年

6 李伟;科技兴煤让企业尝到甜头[N];哈密报(汉);2007年

7 陈贤云;小修补改变大环境[N];中国矿业报;2013年

8 通讯员 孙传报　王印河 本报记者 范宁;“两化”生产区保障40年旺盛采掘[N];河北经济日报;2010年

9 陈景春;草原明珠放异彩 干群携手铸辉煌[N];辽源日报;2006年

10 记者 杨沛洁邋实习生 赵峰涛;科技“妙手”让四矿焕发青春[N];平顶山日报;2008年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 张斗群;黄岩汇煤矿矿压显现多参量监测及巷道支护研究[D];中国矿业大学(北京);2016年

2 黄博;采空区下近距离动压巷道矿压特征及支护模拟研究[D];中国矿业大学(北京);2016年

3 马振乾;厚层软弱顶板巷道灾变机理及控制技术研究[D];中国矿业大学(北京);2016年

4 李季;深部窄煤柱巷道非均匀变形破坏机理及冒顶控制[D];中国矿业大学(北京);2016年

5 薛华俊;大断面软弱煤帮巷道注浆体力学特性与控制技术研究[D];中国矿业大学(北京);2016年

6 李国富;高温岩层巷道主动降温支护结构技术研究[D];太原理工大学;2010年

7 万世文;深部大跨度巷道失稳机理与围岩控制技术研究[D];中国矿业大学;2011年

8 樊克恭;巷道围岩弱结构损伤破坏效应与非均称控制机理研究[D];山东科技大学;2003年

9 吴海;深部倾斜岩层巷道非均称变形演化规律及稳定控制[D];中国矿业大学;2014年

10 徐剑坤;基于机器视觉的巷道变形实时监测预警技术研究[D];中国矿业大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 李玉萍;基于GIS井下避险系统的研究与应用[D];河北联合大学;2014年

2 曲懋轩;倾斜薄层状围岩巷道失稳机理及支护技术研究[D];昆明理工大学;2015年

3 秦续峰;下山巷道组过大断层应用技术研究[D];兰州交通大学;2015年

4 朱天义;深井软弱围岩巷道联合修复补强加固技术研究[D];安徽理工大学;2016年

5 苏亚峰;上行开采采动破裂围岩巷道失稳及安全控制技术研究[D];安徽理工大学;2016年

6 周姚姚;祁东矿巷道围岩分类及差异支护技术研究[D];安徽理工大学;2016年

7 范廷鹏;跨上山底板巷道破坏特征及控制技术研究[D];安徽理工大学;2016年

8 潘城;动静载荷耦合作用下的巷道围岩损伤特征研究[D];安徽理工大学;2016年

9 蔡雅芬;复杂围岩条件下巷道超前预测预报与支护技术研究[D];安徽理工大学;2016年

10 李海江;高地应力不同断面形状巷道围岩破坏特征及支护试验研究[D];河北工程大学;2016年

，

本文编号：687768