深井軟巖硐室底臌機(jī)理及控制技術(shù)研究.pdf

1、底臌問題一直以來都是國內(nèi)外煤炭領(lǐng)域的一個(gè)重要的技術(shù)難題。雖然很多專家在這一領(lǐng)域進(jìn)行了較為深入的研究，但是許多位置較深的高應(yīng)力軟巖巷道的底臌變形控制依然困難重重。論文以淮南礦業(yè)集團(tuán)潘一東礦井-848m充電整流硐室巷道為工程研究對象，通過現(xiàn)場調(diào)研、室內(nèi)實(shí)驗(yàn)、現(xiàn)場試驗(yàn)等研究方法，掌握了原支護(hù)條件下巷道圍巖塑性區(qū)范圍和巷道周邊應(yīng)力分布狀況以及其他工程地質(zhì)概況。
　　通過總結(jié)分析深井高應(yīng)力軟巖巷道底臌的因素及產(chǎn)生機(jī)理，研究了底臌治理手段，提

2、出了控頂?shù)?、治兩幫的治理思想。依?jù)現(xiàn)代力學(xué)原理對底臌的控制機(jī)理做了相關(guān)討論，從應(yīng)力削弱原理和承載拱加固原理兩個(gè)方面分析了頂?shù)装邋^索和底板注漿在抑制底臌方面所起的力學(xué)作用機(jī)制:①應(yīng)力削弱原理是通過頂?shù)装邋^索分別從松動(dòng)圈承載拱的內(nèi)側(cè)給兩拱以向外的力的作用，它較大程度的降低了兩拱兩側(cè)橫截面上的軸力，進(jìn)而大幅降低了左右兩邊拱的破壞應(yīng)力和徑向的應(yīng)變，對減小圍巖與支護(hù)之間的壓力具有重要作用從而有效抑制底臌的程度;②承載拱加固原理是在松動(dòng)圈內(nèi)實(shí)施注漿

3、加固，首先可以使得整個(gè)松動(dòng)圈形成一個(gè)完整的封閉結(jié)構(gòu)，從而大幅提高壓力拱的承載力，其次也使得拱下部的承載力增強(qiáng)，從而提高對下部作用力的抵抗力;最后還可排擠掉底板松動(dòng)圈中的積水，消除底板巖石浸水軟化現(xiàn)象。
　　通過大型非線性有限元軟件ABAQUS建立的三維數(shù)值模型，對底板錨索加固前和加固后的巷道的變形和受力情況進(jìn)行了對比分析。模擬結(jié)果表明底板錨索可以大幅的減小底板的變形和改善底板的受力狀態(tài)。針對潘一東礦井-848m充電整流硐室巷道的底