巷道围岩稳定性影响因素仿真模拟分析及模糊聚类分级支护研究

摘要

影响巷道围岩稳定性的因素有很多，具有不确定性，而且随巷道围岩条件和施工条件的不同变化极大，单一的分类方法只能针对围岩某一特性或者某一巷道条件进行分类，影响围岩稳定性的因素是模糊的、动态的，因此，对围岩稳定性影响因素进行综合评价归类更为合理。
　　唐口煤矿采深超过千米，属于高应力矿井，西部运输巷首次支护不彻底造成巷道变形严重，通过对运输巷初期变形的观测分析，总结其变形规律，利用FLAC3D数值模拟对不同巷道进行模拟，找到唐口煤矿巷道围岩稳定性的主要影响因素，得出围岩抗压强度对巷道稳定性影响最大的结论;运用层次分析法，结合唐口煤矿实际情况，分析了唐口煤矿巷道围岩稳定性不同影响因素的影响程度，确定了各影响因素的权重，并确定主因素为围岩抗压强度;对所选唐口煤矿20条巷道进行了模糊分类，根据不同巷道实际地质条件进行了巷道围岩稳定性综合评价，针对某一阈值下巷道分类结果，结合所选巷道实际地质条件，提出分级支护可行性方案。最后，针对唐口煤矿西部运输巷变形严重这一问题，利用分级支护方案，提出西部运输巷可行性支护方案，确定支护参数，通过监测巷道支护后围岩的变形及锚索拉力的变化，验证支护方案的合理性，同时证明了模糊分级支护的准确、有效性。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景及研究意义

1．2 国内外研究现状

1．3 研究内容、方法及技术路线

2 唐口煤矿巷道围岩变形规律及破坏机理分析

2．2 西部运输巷掘进期间围岩变形观测分析

2．3 巷道围岩破坏特征及机理分析

2．4 巷道围岩破坏机理

3 唐口煤矿围岩稳定性影响因素仿真模拟

3．1 FLAC 3D有限差分程序简介

3．2 不同因素作用下围岩变形数值模拟

3．3 结果分析

3．4 本章小结

4 唐口煤矿巷道围岩稳定性分类指标的确定

4．1 层次法分析步骤

4．2 围岩稳定性影响因素权重的确定

4．3 本章小结

5 唐口煤矿巷道模糊分类

5．1 模糊聚类分析步骤

5．2 唐口巷道围岩稳定性模糊聚类分析

5．3 本章小结

6 西部运输巷模糊综合评判及支护方式分析

6．1 单项综合评判指标值的确定

6．2 西部运输巷模糊综合评判

6．3 西部运输巷支护设计

6．4 巷道观测内容及方案

6．5 监测结果分析

6．6 本章小结

7 结论与展望

7．1 主要结论

7．2 展望

参考文献

致谢

硕士期间主要成果