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云驾岭深部松软破碎岩层大断面硐室锚注支护技术研究

作　者: 梁苗
导　师: 杨本生
学　校: 河北工程大学
专　业: 采矿工程
关键词: 松软破碎岩层大断面硐室锚注支护定位注浆释压支护反悬拱
分类号: TD354
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 114次
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内容摘要

我国煤炭资源经过长期大规模地开发之后,开采条件较为优越的煤炭资源己接近枯竭,开采那些埋藏很深、赋存条件差的煤炭资源已经成为煤炭开采的必然趋势,这就意味着今后的采掘工作将在埋藏深、高地应力、围岩条件差的环境中进行。目前,我国煤矿开采深度以每年8~12m的速度增加,东部矿井正以每10年100~250m的速度发展,预计在未来20年很多煤矿将进入到1000m到1500m的深度。因此,对埋藏深、岩层条件差、地应力高的地下工程的支护问题成为深部开采的关键。本文以云驾岭矿为背景,阐述了云驾岭矿进入深部开采,采用锚注支护技术对二水平深部松软破碎岩层变电所、水泵房等大断面硐室进行支护控制,以实现安全生产、顺利过渡。首先,分析研究深部松软破碎岩层大断面硐室的变形特征、破坏机理以及硐室围岩拱部、侧壁、底部的力学特性。其次,结合云驾岭二水平变电所的地质情况和硐室围岩特点,分析总结云驾岭深部松软破碎岩层断面硐室支护存在的问题,提出云驾岭深部松软破碎岩层大断面硐室支护设计所要遵循的关键原则,在此基础上制定针对云驾岭深部松软破碎岩层大断面硐室支护对策,如释压支护、定位注浆和反悬拱底臌治理对策。依据上述原则及对策设计了针对云驾岭二水平变电所锚注支护方案,并且利用FLAC3D数值模拟软件建立云驾岭二水平变电所的数值模拟模型对锚注支护结构体系的受力情况、硐室变形和位移等进行分析研究,验证支护设计方案的合理性。最终将设计方案应用到云驾岭二水平变电所支护工程实践中,通过工程实践检验设计方案的实施效果。本文阐述了深部松软破碎岩层大断面硐室锚注支护技术在云驾岭矿从设计实施到成果总结的全过程。从实践中可以看出,锚注支护解决了云驾岭深部松软破碎岩层大断面硐室支护难题,并且取得了良好的效果,总结了丰富的经验,获得了可靠的数据,为云驾岭矿针对深部松软破碎岩层大断面硐室的支护控制提供了理论基础和技术支持。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-12
第1章绪论  12-20
  1.1 课题研究的意义  12-13
  1.2 国内外研究现状  13-16
    1.2.1 国内研究现状  13-14
    1.2.2 国外研究现状  14-16
  1.3 云驾岭矿工程概况  16-17
  1.4 课题的研究方法  17-18
  1.5 论文的创新性  18
  1.6 课题研究的主要内容  18-20
第2章深部松软破碎岩层硐室变形特征、破坏机理及力学特性  20-27
  2.1 深部松软破碎岩层大断面硐室变形破坏特征  20-21
  2.2 深部松软破碎岩层大断面硐室变形破坏机理  21-22
    2.2.1 深部松软破碎围岩破坏的一般机理  21-22
    2.2.2 深部松软破碎围岩破坏的力学机理  22
  2.3 深部松软破碎岩层硐室底臌机理  22-23
  2.4 深部松软破碎岩层硐室围岩力学特性  23-26
    2.4.1 拱部围岩力学特性  24-25
    2.4.2 侧壁围岩力学特性  25
    2.4.3 底部围岩力学特性  25-26
  2.5 本章小结  26-27
第3章云驾岭深部松软破碎岩层大断面硐室支护设计原则及对策  27-37
  3.1 云驾岭深部松软破碎岩层大断面硐室支护存在的问题  27-29
  3.2 云驾岭深部松软破碎岩层大断面硐室锚注支护设计原则  29-31
  3.3 云驾岭深部松软破碎岩层大断面硐室释压支护对策  31
  3.4 云驾岭深部松软破碎岩层大断面硐室定位注浆加固对策  31-34
    3.4.1 中空注浆锚索简介  32-34
    3.4.2 定位注浆  34
  3.5 云驾岭深部松软破碎岩层大断面硐室反悬拱底臌治理对策  34-36
  3.6 本章小结  36-37
第4章云驾岭深部松软破碎岩层大断面硐室锚注支护设计方案  37-47
  4.1 支护设计方案概述  37
  4.2 第一阶段支护  37-38
  4.3 第二阶段支护  38-41
  4.4 第三阶段支护  41-43
  4.5 第四阶段支护  43-46
  4.6 矿压监测  46
  4.7 本章小结  46-47
第5章云驾岭深部松软破碎岩层大断面硐室锚注支护数值模拟分析  47-61
  5.1 数值模拟方法的分析及选择  47-48
  5.2 拉格朗日分析法简述  48-50
  5.3 数值模拟软件FLAC3D  50-54
  5.4 云驾岭松软破碎岩层大断面硐室锚注支护数值模拟分析  54-60
  5.5 本章小结  60-61
第6章云驾岭深部松软破碎岩层大断面硐室锚注支护技术工程实践  61-82
  6.1 现场工程实施  61-66
    6.1.1 概述  61
    6.1.2 施工工艺  61-62
    6.1.3 施工措施  62-64
    6.1.4 防火、防尘  64
    6.1.5 放炮管理  64-65
    6.1.6 探水防水  65
    6.1.7 顶板管理  65-66
  6.2 工程实施效果分析  66-81
    6.2.1 矿压监测效果分析  66-78
    6.2.2 技术效益分析  78-79
    6.2.3 经济效益分析  79-80
    6.2.4 社会效益分析  80-81
  6.3 本章小结  81-82
结论  82-84
致谢  84-85
参考文献  85-88
作者简介  88
攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果  88-89

云驾岭深部松软破碎岩层大断面硐室锚注支护技术研究

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