麻家梁矿装载硐室泥质围岩力学特性与加固技术研究

《麻家梁矿装载硐室泥质围岩力学特性与加固技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：学校代码：UDC：密级：硕士学位论文麻家梁矿装载硐室泥质围岩力学特性与加固技术研究ResearchonSupportingTechnologyandMechanicalCharacteristicswithArgillaceousSurroundingRockofSkipLoadingPocketinMajia-liangCoalMine研究生：郝熠熠导师：李方政研究员周立研究员学科专业：岩土工程研究方向：地下特殊施工技术——注浆法培养单位：煤科总院建井研究分院煤炭科学研究总院2014年4月煤炭科学研究总院硕士学位论文摘要山西省朔南矿区深部煤炭资源开采过程中有相当多的巷道

2、及硐室分布在泥质围岩中，而泥质围岩遇水极易膨胀软化破碎，给深埋于泥质围岩中的大断面硐室支护带来较大困难，本论文以麻家梁矿主井箕斗装载硐室加固工程为背景，综合采用室内实验、理论分析、数值模拟和现场实测等研究手段，就装载硐室泥质围岩扰动前后力学特性、破坏机理及加固技术、硐室围岩稳定性的影响因素进行了深入研究。主要研究成果如下：首先通过岩石力学实验、泥岩水化试验、峰后围岩注浆加固试验，获取泥质围岩扰动前后围岩力学特性，研究表明：①泥质围岩单轴抗压强度为14MPa，软化系数为0.2~0.6，抗剪强度小于3.4MPa，抗拉强度为0.5~1.0MPa，属软岩。②泥岩遇水后易发生崩解破碎，随时

3、间延长，破碎程度逐渐提高，强度逐渐降低，水化3天后强度就下降75％。③峰后注浆残余强度均提高，泥岩、砂质泥岩峰后水泥浆加固后残余强度分别提高至原来的1.3倍和1.4倍，化学浆加固后分别提高至原来的3.3倍和3.5倍。在试验数据基础上，应用广义Hoek-Brown强度准则，估算出扰动前后围岩的单轴抗压强度、变形模量、粘聚力、内摩擦角等物理力学参数，为数值计算提供依据。基于围岩力学特性及破坏机理分析，提出了“围岩预应力锚索支护、壁后破碎带化学注浆，结构钢筋混凝土补强”联合加固方案，对加固参数进行理论设计，并得到数值模拟初步验证。通过麻家梁矿的加固实践和工程监测可知，锚索受力为76.9

4、～131.7kN，周边位移为-1～1mm。加固后围岩与结构的整体承载能力提高，有效地控制了围岩的继续变形，说明本文的分析方法和加固技术可行。最后，基于以上数值分析方法，对硐室稳定性影响因素如岩层特性、地下水、硐室结构形式及永久支护强度等进行研究，得出岩层特性、地下水是影响泥质围岩稳定的主要因素，而永久支护强度对装载硐室稳定性影响较小。关键词：泥质围岩装载硐室破坏原因加固技术数值模拟I煤炭科学研究总院硕士学位论文ABSTRACTIntheprocessofdeepcoalmininginShuonanMineofShanxiProvince,thereareaconsiderabl

5、enumberofroadwayandchambersdistributedinargillaceoussorruondingrock,andtheargillaceoussorruondingrockexpansioneasilyinfluenceofwater,toburieddeepargillaceoussorruondingrockthesupportinglargesectionchamberbringgreaterdifficulties.ThispaperbasedonrepairingskiploadingpocketofMajia-liangCoalMinea

6、stheprojectbackground,usingacombinationoflaboratoryexperiments,theoreticalanalysis,numericalsimulationandfieldmeasurementandotherresearchtools,tomechanicalpropertiesbeforeandafterthedisturbanceofsurroundingrockandfailuremechanismandsupportingtechnologyforfurtherresearch.Argillaceousrockmechan

7、icalcharacteristicsofsurroundingrockbeforeandafterthedisturbancewereobtainedbyrockmechanicsexperiment,halehydrationtest,andthepeakofsurroundingrockaftergroutingreinforcementtest.theresultsasfollows:①argillaceoussorruondingrockstrengthof14MPa,