浅谈深井软岩巷道底臌机理分析及治理加固技术研究

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1、安徽理工大学硕士学位论文深井软岩巷道底臌机理分析及治理加固技术研究姓名：刘光程申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：庞建勇20090601摘要摘要巷道底臌问题一直制约着煤矿的安全生产。为满足日益增长的能源需求，我国在今后相当长的时间内煤炭开采任务仍十分艰巨，而经过长期大规模地开采，条件较为优越的煤炭资源已近枯竭，这就意味着今后的采掘工作将在高地应力、围岩条件很差的环境中进行。随着采深的增加和机械化程度的提高，所需巷道断面的增大，底臌问题将更为突出。论文在综述国内外关于底臌原因和防治研究成果的基础上，阐述了软岩巷道底臌的类型及影响因素，分析了底臌产生的机理，建立了软岩巷道底臌的力学模型，

2、并推导出塑性区范围的相关表达式，计算出底板塑性区发展深度；论文结合顾北矿11．2下采区胶带机巷、13．1底板轨道上山，考虑基础上所安装设备基础荷载大、变形要求严格等因素，对巷道底板岩石进行了室内实验，为分析底臌巷道围岩稳定性和数值模拟提供了依据；采用FLAC-3D模拟计算，确立了对底板卧底结合锚索注浆加底板锚杆的底臌防治方案，模拟结果表明，采用该方案巷道两帮及项底板均出现塑性破坏，底角和肩部的塑性破坏较明显，项底板出现塑性屈服后渐趋于稳定，两帮则处于不稳定状态，并且在两帮出现了拉坏区，围岩应力分布范围明显缩小，受拉区、受压区和塑性区都显著缩小，巷道变形量明显降低，合理底角锚杆的选用，对控制

3、底臌效果最为明显；论文对底臌治理前后的围岩收敛、松动圈和治理过程钢筋受力进行了现场监测。监测结果与工程实践表明，基础底板旌工满足设计要求，基础受力合理并有一定的安全储备。采取锚杆、锚索等加固巷道底板基础，能有效地改善巷道岩石的应力分布，大大地减少巷道的位移量，提高支护结构的承载能力，保证基础底板的长期整体稳定性，可有效地解决复杂条件下软岩巷道的底臌问题。论文研究成果在顾北煤矿多条软岩巷道底臌治理的工程实践中得到了成功的应用，为今后类似巷道底臌治理工程提供了重要参考价值，对软岩巷道底臌机理和治理方法的完善和发展具有较大的推动作用。图[55]表[9】参[77】关键字：深井；软岩巷道；底臌治理：

4、地锚加固；数值模拟；工程应用分类号：TU94+2安徽理工大学硕士学位论文AbstractTheproblemofdropsicalroadwayhasbeenrestrictedattheendofthecoalmineproductionsafety．Tomeetthegrowingenergyneeds，themissionforalongtimecoalmininginthefuturewasstillverydifficultinourcountry，Andafteralong。termlarge．scalemining，morefavorableconditionsforcoal

5、resourcesisnearlydepleted，Thismeansthatthefutureoftheminingworkwillbeathighlandstressandpoorenvironmentrockconditions．Withtheincreaseofminingdepth，enhancethedegreeofmechanizationandrequiredincreaseincross—sectionofroadway,Floorheaveproblemismoreprominent．Onthebasisofresearchresultsaboutthecausesof

6、floorheaveandcontrolinChinaandoutsidecountries，thethesiselaboratedsoftrocktunnelonthetypeoffloorheaveandinfluencingfactors，hadanalyzedthemechanismoffloorheave，AsoftrockroadwayfloorheavemechanicalmodelWaSsetup，therelevantareasofplasticexpressionWasCalculated，thedepthofthedevelopmentofplasticzonewas

7、calculated．IndoorexperimentabouttypicalroadwayrockbottominGubeiMineWasdone，whichprovidedthebasisforfloorheaveanalysisofsurroundingrockstabilityandnumericalsimulation．thesiscombinedwi也theGuNorthMineinHuainanmining