弱胶结软岩巷道围岩岩性分析及支护技术研究

摘要

内蒙古东部地区是我国煤炭资源非常丰富的地区之一，但该地区煤层聚煤期较晚，成岩不完全，地质条件复杂，为典型的弱胶结软岩地层。该类岩层具有胶结性差、易风化、强度低、成岩不完全、遇水泥化等特点，弱胶结软岩由于其独特的工程特性使得传统的软岩巷道支护技术很难奏效。对这类软岩地层中巷道支护方法和施工技术的研究，也是煤炭开采行业新的热点问题之一，弱胶结软岩巷道支护技术的研究对加快我国西部能源的开发，保障我国能源安全具有十分重要的意义。
　　本文以内蒙古查干淖尔一号矿为工程背景，对中生代弱胶结软岩巷道的支护技术进行了系统分析。查干淖尔一号矿主要巷道设在2号煤层中，为典型的弱胶结软岩地层，目前巷道支护结构部分破坏较为严重，虽然已进行支护优化，但效果并不明显，需进一步研究。本文首先在巷道具有代表性位置采取岩样，通过岩样成分分析、物理力学实验等方法，对弱胶结软岩的基本力学性质和工程特性进行分析总结，进一步加强对弱胶结软岩岩性的认识。然后通过现场实地勘查，分析原有支护结构中出现的问题，进行弱胶结软岩巷道失稳破坏机理分析和总结，为确定在软岩巷道中合理的支护结构和支护方法提供了理论基础，在此基础上查阅相关资料，参考原有支护参数，制定了弱胶结软岩地层中全煤巷道的支护方案。并引入支护系统的概念，对弱胶结软岩巷道实施动态支护，加强监测，建立反馈机制，阐述了在施工中对最佳二次支护时间的把握方法。最后通过岩土工程数值模拟软件，有限差分程序flac3d对支护方案进行模拟分析，进一步优化设计参数，验证方案的可行性。本文对弱胶结软岩巷道支护技术的研究具有一定的参考价值。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题的提出及研究意义

1．2 国内外相关课题的研究现状

1．3 课题研究的工程背景

1．4 研究方法和主要内容

2 弱胶结软岩的基本性质及工程特性分析

2．1 软岩的基本性质

2．2 弱胶结软岩矿物成分分析

2．3 弱胶结软岩的力学性质及工程特性

2．4 本章小结

3 弱胶结软岩巷道变形破坏机理分析

3．1 软岩巷道围岩的力学描述

3．2 软岩巷道失稳破坏的影响因素

3．3 弱胶结软岩巷道支护结构破坏分析

3．4 本章小结

4 软岩巷道支护技术理论

4．1 软岩巷道支护理论

4．2 软岩巷道支护技术与支护方法

4．3 软岩巷道支护系统理论

4．4 本章小结

5 弱胶结软岩巷道支护技术实践

5．1 工程地质概况

5．2 弱胶结软岩巷道支护方案设计

5．3 富水条件下软岩巷道稳定性控制技术

5．4 支护方案数值模拟分析

5．5 本章小结

6 结论与展望

6．1 主要结论

6．2 展望

致谢

攻读硕士期间主要成果

参考文献