余吾矿高应力软岩煤巷失稳机理及加固技术研究

发布时间：2017-07-14 19:23

  本文关键词：余吾矿高应力软岩煤巷失稳机理及加固技术研究

  更多相关文章： 高地应力 软岩巷道 煤层巷道 失稳机理 巷道加固

【摘要】：近年来,煤矿的开采深度逐年递增,在高地应力和复杂地质条件的作用下,岩体逐渐表现出软岩特性,软岩巷道的开拓比例不断攀升,巷道易发生大变形,甚至失稳破坏,尤其对于采区煤层巷道,问题将更加突出,极大地增加了巷道支护工程的难度,对巷道的正常使用和企业的安全生产形成了较大影响。本文以潞安集团余吾矿S2206进风顺槽典型高应力采区软岩煤巷为研究对象,综合采用现场调研、实验室试验、数值模拟、理论分析和现场工业性试验等研究方法,对高应力软岩煤巷的失稳机理及加固技术进行了系统的研究,以期在一定程度上缓解高应力软岩煤巷治理难题。本文的主要研究内容和研究成果概括如下:(1)分析了巷道所处区域的地质条件和巷道的布置方式,通过室内试验,研究了巷道围岩的物理力学性质和物化性质,分析了巷道所处区域的地应力场分布情况,并对巷道围岩进行了分级。(2)根据巷道围岩的赋存条件,建立了巷道数值计算模型,模拟分析了巷道在开挖无支护条件下围岩的变形破坏特征,揭示了巷道的失稳机理,并通过理论分析,提出了相应的巷道围岩稳定控制原理。(3)分析了既有支护设计下,巷道围岩的变形破坏情况,找出了既有支护设计的薄弱点和不足之处,根据现场情况,提出了多种巷道加固方案,并运用数值模拟手段,优选出了最佳的加固方案。加固方案现场实施后,采用多种监测手段,对加固效果进行了考察。监测结果表明,采用加固方案后,巷道围岩的变形破坏显著减小,支护体受力状态良好,可以保证巷道围岩的长期稳定,保障企业安全生产,且可为企业减少巷道返修的成本投入,创造一定的经济效益,为类似的高应力软岩煤巷治理工作提供了一定参考。
【关键词】：高地应力 软岩巷道 煤层巷道 失稳机理 巷道加固
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD353
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 绪论8-14
• 1.1 研究背景及研究意义8
• 1.2 国内外研究现状、存在的问题及发展趋势8-11
• 1.2.1 软岩巷道失稳机理研究现状8-9
• 1.2.2 软岩巷道支护理论研究现状9-10
• 1.2.3 巷道加固技术研究现状10-11
• 1.2.4 存在的问题及发展趋势11
• 1.3 研究内容及研究目标11-12
• 1.3.1 研究内容11-12
• 1.3.2 研究目标12
• 1.4 研究方案及技术路线12-14
• 1.4.1 研究方案12
• 1.4.2 技术路线12-14
• 2 高应力软岩煤巷围岩赋存条件及基础参数研究14-29
• 2.1 巷道概况14-15
• 2.1.1 巷道地质条件14-15
• 2.1.2 巷道布置情况15
• 2.2 围岩物理力学性质15-20
• 2.2.1 试样加工15-16
• 2.2.2 室内试验16-20
• 2.3 围岩物化分析20-22
• 2.3.1 X射线衍射物相分析20-21
• 2.3.2 化学分析21-22
• 2.3.3 围岩遇水软化膨胀性质评价22
• 2.4 地应力场分析22-24
• 2.4.1 地应力现场实测22-23
• 2.4.2 地应力等级判断23-24
• 2.5 围岩分级24-27
• 2.6 本章小结27-29
• 3 高应力软岩煤巷失稳机理及稳定控制原理29-37
• 3.1 UDEC数值模拟软件的优势29-30
• 3.2 数值计算模型的建立30-31
• 3.3 计算结果及失稳机理分析31-35
• 3.4 巷道稳定控制原理35-36
• 3.5 本章小结36-37
• 4 高应力软岩煤巷加固技术方案设计及优化研究37-46
• 4.1 既有支护设计分析37-39
• 4.1.1 既有支护设计及围岩变形情况37-38
• 4.1.2 既有支护设计数值模拟分析38-39
• 4.2 加固方案的提出39-40
• 4.3 加固方案的优选40-45
• 4.3.1 方案1计算结果及分析40-41
• 4.3.2 方案2计算结果及分析41-42
• 4.3.3 方案3计算结果及分析42-43
• 4.3.4 方案4计算结果及分析43-45
• 4.4 本章小结45-46
• 5 高应力软岩煤巷加固技术现场工业性试验46-57
• 5.1 加固方案的实施46-51
• 5.1.1 顶板加固46-47
• 5.1.2 两帮加固47-49
• 5.1.3 底板加固49
• 5.1.4 巷道全断面喷注浆加固49-51
• 5.2 加固效果考察51-56
• 5.2.1 围岩表面位移51-52
• 5.2.2 围岩深部位移52-53
• 5.2.3 锚索受力53-54
• 5.2.4 巷道不均匀变形54-56
• 5.3 本章小结56-57
• 6 结论与展望57-59
• 6.1 主要结论57-58
• 6.2 研究展望58-59
• 致谢59-60
• 参考文献60-66
• 附录66

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 宋楚根,胡惠华;长沙市湘江四级阶地一边坡失稳机理[J];勘察科学技术;1999年06期

2 袁永;屠世浩;窦凤金;吴其;;大倾角综放面支架失稳机理及控制[J];采矿与安全工程学报;2008年04期

3 韩颖;张飞燕;;煤层钻孔失稳机理研究进展[J];中国安全生产科学技术;2014年04期

4 夏旭维;;井眼失稳机理分析及控制技术[J];知识经济;2010年14期

5 吴学明;伍永平;张建华;;富水软岩斜井局部失稳机理及治理对策[J];煤田地质与勘探;2010年06期

6 朱树来;;复杂地质条件下液压支架失稳机理探索[J];陕西煤炭;2012年04期

7 ;[J];;年期

中国硕士学位论文全文数据库 前9条

1 何博;晋宁磷矿层状边坡变形失稳机理研究[D];昆明理工大学;2015年

2 唐梁;黔西威宁地区缓倾坡内边坡失稳机理研究[D];成都理工大学;2015年

3 成小雨;余吾矿高应力软岩煤巷失稳机理及加固技术研究[D];西安科技大学;2015年

4 孟庆周;彝良县客运站滑坡失稳机理和稳定性研究[D];石家庄经济学院;2012年

5 舒述安;东拉大桥右岸古滑坡局部失稳机理及防治对策研究[D];西南交通大学;2014年

6 毕芬芬;中缓倾内上硬下软型边坡失稳机理物理模拟研究[D];成都理工大学;2013年

7 蒋威;离心泵内部流动失稳机理及其性能改进研究[D];浙江理工大学;2015年

8 徐国民;软岩边坡变形失稳机理及防治技术研究[D];昆明理工大学;2005年

9 彭国喜;西南山区“关键块体”控制型滑坡的形成条件与失稳机理研究[D];成都理工大学;2011年

，

本文编号：542372