深部高應(yīng)力軟巖巷道變形破壞機理及錨注支護技術(shù)研究.pdf

1、隨著礦井開采深度的增加，巷道及采場的地應(yīng)力水平也越來越高，軟巖巷道地壓顯現(xiàn)劇烈、巷道圍巖破壞嚴重，深部高應(yīng)力軟巖巷道的支護問題越來越突出，研究深部高應(yīng)力軟巖巷道變形破壞特征、圍巖變形破壞機理及巷道穩(wěn)定性控制技術(shù)有著重要的意義。本論文結(jié)合淄博礦業(yè)集團濟北礦區(qū)唐口煤礦超千米深井復雜地層的軟巖巷道、硐室的變形特點及破壞特征，根據(jù)國內(nèi)外對深部問題的研究現(xiàn)狀，針對深部高應(yīng)力軟巖巷道支護中出現(xiàn)的諸多問題，采用巷道圍巖地質(zhì)力學測試、理論分析、數(shù)值模擬

2、、礦壓監(jiān)測及工程實踐相結(jié)合的研究方案，主要研究成果體現(xiàn)在以下四個方面：
　　(1)在闡述深部高應(yīng)力軟巖巷道的基本工程地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上，基于Burgers流變模型對深部高應(yīng)力軟巖巷道進行了黏彈性理論分析，得到了深部高應(yīng)力軟巖巷道圍巖表面位移及位移速率的表達式，并利用數(shù)學軟件Matlab繪制了不同原巖應(yīng)力、彈性模量和黏滯系數(shù)的巷道圍巖表面位移及變形速率隨時間的變化曲線；采用FLAC3D模擬了深部高應(yīng)力軟巖巷道的流變特性，分析了在高應(yīng)力

3、作用下，軟巖巷道圍巖的頂板、底板和兩幫的變形規(guī)律。
　　(2)采用彈塑性力學、流變力學基本理論分析了深部高應(yīng)力軟巖巷道在高地應(yīng)力作用下的變形破壞機理；運用滲流力學、熱力學基本理論分析了深部高應(yīng)力軟巖巷道在高孔隙水壓力、高溫作用下的變形破壞機理；采用FLAC3D對深部高應(yīng)力軟巖巷道的變形破壞機理進行了數(shù)值模擬研究，分析了巷道軸向與最大水平應(yīng)力呈不同夾角時對深部軟巖巷道圍巖穩(wěn)定性的影響。
　　(3)采用FLAC3D模擬揭示了深部

4、高應(yīng)力軟巖巷道開挖過程中圍巖的力學特征；基于對深部高應(yīng)力軟巖巷道變形破壞特征與破壞機理研究及巷道圍巖的力學特征分析，完善了深部高應(yīng)力軟巖巷道控制方法；基于FLAC3D模擬分析了錨注加固機理，運用彈塑性理論研究了錨注加固結(jié)構(gòu)彈塑性區(qū)的發(fā)展規(guī)律，提出了錨注加固結(jié)構(gòu)的極限承載能力。
　　(4)針對唐口煤礦深部高應(yīng)力軟巖巷道支護存在的問題，提出了以內(nèi)注漿錨桿為核心的錨注聯(lián)合支護體系。礦壓監(jiān)測表明，錨注聯(lián)合支護技術(shù)有效地控制了深部高應(yīng)力軟巖