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深部硬岩巷道支护技术研究

作　者: 吴磊
导　师: 谢学斌
学　校: 中南大学
专　业: 地下空间科学与工程
关键词: 深部岩爆倾向巷道支护数值模拟
分类号: TD353
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 210次
引　用: 2次
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内容摘要

深部硬岩处于高应力、高温和高井深的“三高”特殊环境,其岩石力学行为与浅部岩石力学行为有较大区别。特别是随着开挖深度的不断增加,岩爆的发生频率剧增。而由于岩爆的动力学特性,传统的巷道支护原理以及支护技术,均不能完全适应深部巷道的支护要求,因此研究适于深部硬岩巷道支护技术迫在眉睫。论文的研究结合“冬瓜山采准巷道岩层控制技术研究”研究课题,做了以下几方面研究：(1)对国内外巷道支护理论以及巷道支护技术研究现状进行了评述。(2)分别从静力角度(对围岩的补强)、能量角度和动量角度对有岩爆倾向巷道的支护原理进行了分析,并参考国外经验总结了有岩爆倾向巷道的支护设计程序和方法。(3)对于有岩爆倾向的巷道支护通过数值分析得出以下结论：a.对于围岩强度较低的有岩爆倾向的巷道,可以通过支护来改善围岩状态,降低岩爆发生的可能性。b.对于围岩强度较高的有岩爆倾向的巷道,支护对其围岩应力改善效果不明显,对于降低岩爆倾向作用不大,支护的主要作用是悬吊承托,即消除或尽量减小岩爆发生时对巷道的损害程度。(4)在湿式喷射混凝土配合比设计中引入了均匀设计,并进行了回归分析,找出了各因素对湿式喷射混凝土配合比设计的影响。证明了均匀设计在湿式喷射混凝土配合比设计中的适用性。(5)通过工程类比、理论分析以及数值模拟对冬瓜山铜矿巷道支护参数及施工工艺进行了优化。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-16
  1.1 研究背景  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-14
    1.2.1 深部硬岩支护理论研究现状  10-11
    1.2.2 锚喷支护技术的研究现状  11-14
  1.3 本文研究内容与研究方法  14-16
第二章有岩爆倾向巷道的支护技术  16-33
  2.1 国外硬岩矿山岩爆倾向巷道支护概述  16-19
    2.1.1 国外硬岩矿山岩爆倾向巷道支护方法  16-17
    2.1.2 国外硬岩矿山岩爆倾向巷道支护经验  17-18
    2.1.3 国外硬岩矿山岩爆条件下巷道支护系统的特性  18-19
  2.2 岩爆对巷道的破坏方式及其影响因素  19-21
  2.3 有岩爆倾向巷道的支护原理  21-25
    2.3.1 从围岩加固角度看岩爆巷道支护  21-23
    2.3.2 从能量角度看有岩爆倾向的巷道支护  23-24
    2.3.3 从动量角度看有岩爆倾向的巷道支护  24-25
  2.4 岩爆倾向巷道支护结构的作用机理  25-26
  2.5 有岩爆倾向的巷道支护设计应考虑的因素  26-28
  2.6 适合岩爆巷道的新型材料  28-29
  2.7 有岩爆倾向的巷道支护设计方法  29-32
  2.8 本章小节  32-33
第三章冬瓜山地质概况与岩体工程评价  33-47
  3.1 矿区地质概况  33-36
  3.2 矿区水文地质概况  36-37
  3.3 矿区地应力特性  37-39
  3.4 岩石的物理力学性质及岩体稳定性评价  39-41
  3.5 冬瓜山铜矿巷道的岩爆倾向性预测  41-46
  3.6 本章小结  46-47
第四章冬瓜山巷道支护技术研究  47-79
  4.1 冬瓜山巷道主要破坏形式调研及支护方案的初选  47-55
    4.1.1 冬瓜山巷道主要破坏形式  50-53
    4.1.2 采准巷道支护方案的选择  53-55
  4.2 冬瓜山巷道支护结构数值模拟研究  55-76
    4.2.1 MIDAS软件简介  56-61
    4.2.2 数值模型的建立  61-63
    4.2.3 数值模拟结果分析  63-76
  4.3 冬瓜山采准巷道支护参数优化  76-78
  4.4 本章小结  78-79
第五章湿式喷射混凝土试验研究  79-95
  5.1 前言  79-81
  5.2 原材料与施工机具的选择  81-84
    5.2.1 原材料选择  81-83
    5.2.2 施工机具的选择  83-84
  5.3 湿式喷射混凝土配合比设计  84-93
    5.3.1 均匀设计原理  85-86
    5.3.2 湿式喷射混凝土配合比试验  86-89
    5.3.3 试验结果分析  89-92
    5.3.4 湿喷法混凝土强度检测  92-93
  5.4 效益分析  93-94
  5.5 本章小结  94-95
第六章结论与展望  95-97
  6.1 全文主要结论  95-96
  6.2 展望  96-97
致谢  97-98
参考文献  98-104
攻读学位期间主要的研究成果  104

深部硬岩巷道支护技术研究

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