黄陵二号井2号辅运大巷围岩破坏机理及加固技术研究

摘要

在巷道两侧采煤条件下，随着一侧回采面不断向巷道方向推进，在岩石自重应力与构造应力的综合作用下，巷道会受到采动的影响，引起巷道围岩变形破坏，当另一侧工作面回采时，巷道会受到二次采动的影响，巷道围岩往往变形破坏程度进一步加剧。在深部软岩巷道中，这种采动效应会更加显著。因此，研究深部软岩巷道围岩破坏机理分析与支护技术有着重要的意义。目前针对软岩巷道，主要采用锚网索支护，然而，由于深部软岩巷道围岩的特殊性，锚网索支护有时不能完全发挥其性能。为此，本文通过对岩石力学测试、松动圈的测试、FLAC3D数值模拟、工业性试验的研究方法，以黄陵二号井北翼巷道群2号辅运巷为工程背景，详细分析了巷道破坏的因素并提出了有针对性的治理方法。
　　本研究主要内容包括：⑴通过对巷道围岩采样进行力学测试，得出围岩物理力学参数，结合巷道围岩的完整性程度，判断围岩为软岩，需要通过注浆加固改善围岩完整性与岩石力学参数。通过塑性区理论和采动的影响分析，得出采高越大，支承压力越小。关键层的断裂跨距越大，周期来压越大，煤体所受到的超前支承压力越大，影响范围也大；停采线预留煤柱宽度太小，巷道受到的超前支承压力大，导致巷道发生全断面破坏，需要合理确定预留煤柱宽度。⑵利用FLAC3D数值软件进行模拟，得出单翼开采工作面最大支承压力为28.62MPa（应力增高系数约为2.2），最大垂直集中应力距离工作面32.3m，工作面前方约202m范围为工作面采动影响区域。双翼开采工作面停采线煤柱支承压力显现特征，414工作面停采线前方约205m范围为工作面采动影响区域，综合考虑煤矿经济效益与巷道的承载能力，预留煤柱确定为195m。⑶通过对巷道的松动圈测试，得出2号辅运大巷顶板松动圈范围3.81m；帮部松动圈范围4.85m；对巷道围岩进行分类，属于 VI级大松动圈极不稳定围岩。⑷确定支护参数，进行工业性试验，通过对巷道加固后200天的矿压监测显示：巷道围岩在三个月后趋于稳定，顶板下沉量为83mm，底板臌起量约为180mm左右，帮收缩量约为54mm，有效控制了围岩变形，维护了巷道稳定性，保证了巷道的正常使用。

目录

声明

致谢

变量注释表

1 绪论

1.1 工程背景（Project Background）

1.2 问题的提出及研究意义(The Proposition of the Problem and the Significance of the Study)

1.3 国内外研究现状(Research Status at Home and Abroad)

1.4 主要研究内容和技术路线(Main Research Content and Technical Route)

2 北翼大巷围岩赋存环境影响因素分析

2.1 巷道围岩力学参数的测定 (Measurement of Mechanical Parameters of Roadway Surrounding Rock)

2.2 地应力预测 (Prediction of Ground Stress)

2.3 采动的影响(The Impact of Mining)

2.4 巷道围岩赋存环境及机理分析（ Occurrence Environment and Mechanism Analysis of Roadway Surrounding Rock）

2.5 本章小结(Summary)

3 预留煤柱宽度合理确定

3.1 单翼开采下采动影响分析（Analysis on Influence of Mining under single-Wing Mining）

3.2 双翼开采下采动影响分析（ Analysis on the Influence of Mining Technology in Wings）

3.3 本章小结(Summary)

4 松动圈的测试及加固技术分析

4.1 松动圈测试的设备及方案(Loosening Test Equipment and Programs)

4.2 松动圈测试（The Loose Circle Test）

4.3 松动圈范围分析(Analysis on the Range of Loose Circle)

4.4 加固关键技术 (Reinforcement of Key Technologies)

4.5 本章小结(Summary)

5 工业性试验

5.1 2号辅运巷地质概况（Geological Survey of No.2 Auxiliary Roadway）

5.2 加固参数及方案(Reinforcement Parameters and Scheme)

5.3 矿压的监测(Detection of Mine Pressure)

5.4 本章小结(Summary)

6结论

参考文献

作者简历

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