基于深部高应力软岩巷道锚注支护数值模拟研究与应用

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1、山东科技大学硕士学位论文深部高应力软岩巷道锚注支护数值模拟研究与应用姓名：夏向阳申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：王连国20030201山东科技大学硕士学位论文摘要摘要本文通过数值模拟、理论分析和现场应用相结合的手段，对深部高应力软岩巷道锚注支护技术进行了全面系统地分析和研究。在对深部高应力软岩巷道变形破坏特征、变形破坏形态分析的基础上，对巷道变形破坏机制进行了较为系统地研究；接着在对锚注支护机理进行了详尽分析的同时，提出了最佳锚注支护时间(段)的概念，并建立了最佳锚注支护时间模型；以淮北矿区深部高应力软岩煤、岩巷道为背景，采用大型有限元软件ANsYs，分别建立了不同条件下的数

2、值计算模型对锚注支护进行了较为全面系统的数值模拟研究，得出了一系列有价值的结论。最后对锚注支护施工工艺、注浆参数等进行了系统地分析和研究，将其成功地运用于桃园和祁南极难支护的深部高应力软岩煤层和岩层巷道，并对锚注后巷道围岩的变形规律及技术经济效果进行了综合分析和评价。关键词：深部高应力软岩巷道变形破坏锚注支护数值模拟最佳支护时间』，，f山东科技大学硕士学位论文AbstractBymeansofnumericalsimulation，theoreticalanalysisandfieldpractice，bolt-grolltiⅡgsupportingtechnoiogyofheavil

3、ystressedweak—rockroadwayindeepgroundisstudiedwhollyandsystematically．Basedontheanalysisoffailurefeatures，deformationshapes，thefailuremechanismofweak—rockroadwayisstudiedsystematically．optimalsupportingtimemodeIofbolt—groutingsupportisgiVenwithdifferentmethodswhenanalyzingthebolt—groutingsupport

4、ingmechanismatlarge．Inordertostudybolt—groutingsupportingmechanismsystematicallywithsimulatiOnmethodinheavilystressedweak．rockcoaIandrockroadwayofHuaibeimine，FEMmOdelsunderdifferentconditio芏lsarefoundbyusingFEMprogram——ANSYS．Finally，constructiontechnics，groutingparameters，andsoforth，arestudiedan

5、dappliedinthecoalandrockroadwayofTaoyuana丑dQinanmines．Inaddition，thedeformationrulesofsurroundingrOckandtech—economiceffectsaregeneraIlyevaIuated．Keywords：heavilystressedweak-rockroadwayfailurebolt—groutingsupportnumericalsimulationoptimalsupportingtime声明本人呈交给山东科技大学的这篇硕士学位论文，除了所列参考文献和世所公认的文献外，全部

6、是本人在导师指导下的研究成果。该论文尚没有里交于其它任何学术机关作鉴定。研究生签名日期：AFFIRMATIoNIdeclarethatthistllesis，submittedinful矗llmentoftherequirementsfortheawardofMaster，inSh越dongUniversityofSciencea11dTecllllology’iswhollymyo、vnworkunlessreferencedofacknowledge．Thedocumenthasnotbeensubmittedforquali丘cationatanyotheracadeIIlici

7、11stitute．Signature：Date：山东科技大学硕士学位论文l绪论1绪论1．1问题的提出深部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。由于开采深度增加，地层压力逐渐增大，这类巷道的数量在不断的增加。如果采取不适当的维护措施，巷道围岩变形愈加剧烈，支护也会愈加困难，最终将导致巷道失稳破坏；破坏后的巷道围岩将更加破碎，再生裂隙更加发育，致使巷道掘进与支护也变得十分困难。我国煤矿的巷道总量有3000万米，深部高应力软岩巷道长