浅谈深井高应力软岩巷道支护技术实验研究

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1、分类号：TD353密级：公开UDC：单位代码：10424学位论文深井高应力软岩巷道支护技术实验研究张伟申请学位级别：硕士学位专业名称：岩土工程指导教师姓名：林登阁职称：教授山东科技大学二零零七年五月论文题目：深井高应力软岩巷道支护技术实验研究作者姓名：张伟入学时间：2004年9月专业名称：岩土工程研究方向：城市与矿山地下工程指导教师：林登阁职称：教授论文提交日期：2007年5月论文答辩日期：2007年6月授予学位日期：EXPERIMENTALSTUDYOFSUPPORTINGTECHNIQUEINDEEP-SEATEDH

2、IGHSTRESSEDSOFTROCKROADWAYADissertationsubmittedinfulfillmentoftherequirementsofthedegreeofMASTEROFPHILOSOPHYfromShandongUniversityofScienceandTechnologybyZhangWeiSupervisor:ProfessorLinDeng-geCollegeofCivilEngineeringandArchitectureMay2007声明本人呈交给山东科技大学的这篇硕士学位论文，

3、除了所列参考文献和世所公认的文献外，全部是本人在导师指导下的研究成果。该论文资料尚没有呈交于其它任何学术机关作鉴定。硕士生签名：日期：AFFIRMATIONIdeclarethatthisdissertation,submittedinfulfillmentoftherequirementsfortheawardofDoctorofPhilosophyinShandongUniversityofScienceandTechnology,iswhollymyownworkunlessreferencedofacknowle

4、dge.Thedocumenthasnotbeensubmittedforqualificationatanyotheracademicinstitute.Signature:Date:摘要深井高应力软岩巷道支护一直是国内外地下工程支护的难题之一。随着开采深度的增加，地质环境的复杂，导致突发性工程灾害和重大恶性事故增加、作业环境恶化、生产成本急剧加大，对深部资源开采过程中的工程支护提出了严峻的挑战。因此研究深井高应力软岩巷道的合理支护技术具有非常重要的现实意义。本论文主要针对唐口煤矿千米埋深井底车场硐室和巷道支护中存在的

5、问题，通过岩石矿物组成分析和物理力学性质测试、地应力测试、相似模拟试验等确定合理的支护结构和参数。通过以锚注为核心、预应力锚索和锚索桁架为辅助的的锚注联合支护体系解决了深井高应力软岩巷道的支护问题。本论文总结了围岩的变形特性，分析了锚注加固结构、预应力锚索和锚索桁架的承载机理，并根据锚注加固结构的理想弹塑性特点，运用弹塑性理论揭示了锚注加固结构弹塑性区的发展规律，提出锚注加固结构的极限承载能力的计算方法。本文阐述了软岩巷道的矿山工程分类，并根据分类标准对唐口煤矿软岩巷道进行了分析。本论文应用显式有限差分程序FLAC3D对

6、泵房的支护方式进行了数值模拟，包括泵房内岩体立即开挖、开挖后存在围岩流变、支护后未形成锚索桁架和形成锚索桁架等几种方案，通过围岩的应力、变形、塑性区的发展等方面支护效果的对比，验证了锚索桁架在保持围岩稳定性方面的作用，最后利用等效法对锚注联合支护方式进行了模拟。关键词：软岩巷道；锚注联合支护；FLAC3D；数值模拟山东科技大学硕士学位论文摘要ABSTRACTSupportingtechniqueindeep-seatedhighstressedsoftrockroadwayisalwaysoneofthepuzzlesi

7、nundergroundengineeringfieldathomeandabroad.Withincreasingofexploitdepth,complexityofenvironment,burstcasualtyandheavyaccidentsaremorefrequent,workenvironmentismoreformidable,costofproductionisrisingrapidly,whichchallengethesupportingengineeringinthedeep-seatedre

8、sourceexploit.Therefore,itisveryimportantandmeaningfultostudypropersupportingtechniqueindeep-seatedhighstressedsoftrockroadway.Thispapermainlystudiedtheexisted