星村煤矿深部高应力软岩巷道二次支护技术研究

摘要

随着开采深度的增加，深部高应力软岩巷道的支护问题已经成为制约煤炭开采的重大问题之一，探索深部高应力软岩巷道变形破坏特征及围岩控制机理对煤矿安全高效生产有着重要的意义。
　　本文以星村煤矿为工程背景，针对星村煤矿生产时遇到的深部高应力巷道的支护问题开展研究，通过室内岩石力学实验测定了星村煤矿深部煤岩体的物理力学特性和主要的岩石力学参数，并对矿区进行了地应力测量，分析矿区地应力分布规律；研究了深部高应力软岩巷道围岩的力学属性，总结高应力软岩巷道围岩变形破坏的特点，在深部高应力软岩巷道支护原理的基础上，通过岩石力学理论，阐述了高应力软岩巷道的最佳支护时间的力学含义，确定了在深部高应力软岩巷道中采用让压支护及二次支护技术控制围岩变形的基本原则；运用FLAC3D模拟二次支护对深部高应力软岩巷道围岩的支护效果，通过数值计算模拟巷道围岩应力场、位移场及塑性区分布特征，对比分析了让压支护、大刚度支护及先一次让压后二次刚度支护对巷道围岩控制机理，并通过模拟一次让压支护后不同时机施加二次支护对围岩变形的控制效果，确定理论的最佳的二次支护时机。
　　在星村煤矿-1196辅助进风大巷掘进迎头开挖巷道进行了一次让压支护和二次大刚度支护的工业性试验，并进行了现场监测，结果表明，一次支护采用锚网喷的让压支护方式，二次支护采用锚网索喷的大刚度支护方式能有效控制巷道围岩变形，保证围岩长期稳定，达到工程上容易、经济上合理的支护效果，对指导深部高应力软岩巷道支护工程具有一定的实践意义。

目录

声明

1 绪论

1.1 课题的提出

1.2 课题立项背景

1.3 国内外深部软岩巷道支护理论与技术研究现状

1.4 研究内容和方法

2 星村煤矿工程地质特征研究

2.1 矿井地质概况

2.2 深部高应力巷道岩石物理力学特性研究

2.3 深部高应力巷道地应力分布特征研究

2.4 本章小结

3 深部高应力软岩巷道围岩变形控制机理研究

3.1 深部高应力软岩巷道围岩变形机制

3.2 深部高应力软岩巷道围岩支护机理

3.3 深部高应力软岩巷道二次支护与围岩变形协调作用机理

3.4 本章小结

4 深部高应力软岩巷道二次支护数值模拟研究

4.1 数值模型的建立

4.2 二次支护机理数值模拟研究

4.3 最佳二次支护时机数值模拟优化研究

4.4 本章小结

5 现场工业性试验

5.1-1196辅助进风大巷工程概况

5.2 让压支护方案

5.3 让压支护效果分析

5.4 二次支护方案及支护效果评价

5.5 本章小结

6 结论与展望

6.1 主要结论

6.2 研究展望

参考文献

作者简介及主要学术成果

致谢