深井高应力裂隙围岩蠕变控制理论与技术研究

来源 :山东科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:fyq20061001
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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,巷道围岩体表现出明显的大变形、高应力、长时间持续蠕变的特性,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。论文通过运用理论分析,数值模拟,现场试验监测相结合的方法,研究了能较好的发挥支护承载能力和围岩自承载能力的锚注支护形式,并运用粘弹性和粘塑性理论计算分析了巷道围岩粘弹性区和粘塑性区应力、应变状况,得出了支护抗力与塑性区半径的变化关系。针对郭屯煤矿深部围岩表现出的大变形、高应力、长时间蠕变的特征,按照“抗-卸-固”支护原则,提出了一次锚网索喷支护+二次锚注控制蠕变支护方案,建立了一次锚杆或锚索支护弹塑性和二次锚杆及注浆加固支护的粘塑性力学模型,确定合理的一次锚杆支护强度和二次锚注控制蠕变变形的条件。论文应用显式有限差分程序FLAC3D对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、一次锚网索支护、二次锚注支护等几种支护方案,通过对几种支护方式下围岩的应力、变形、塑性区的发展等方面支护效果的对比,验证了锚注支护在保持围岩稳定性方面的作用。
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