深井高应力巷道破坏机理与锚注支护技术研究

摘要

随着国家经济的飞速发展，对能源的需求越来越大，对作为占一次能源绝大多数的煤炭的需求更大，许多煤矿的开采已经进入深部开采，采深超过一千米的煤矿越来越多。深井高应力巷道由于巷道围岩所处的埋深较大，在浅部正常的岩层进入深部后开始表现出软岩的特性。在对此类巷道的支护中常常按照浅部巷道的支护方式进行，结果导致巷道的变形量较大，底臌问题也较严重，影响了巷道的正常使用。很多煤矿都在不断进行深井高应力巷道的支护研究，也取得了一定的成果，但是由于每个矿的具体地质条件不同，不同煤矿区间可以借鉴的经验少。因此，对于深井高应力巷道如何采取比较好的支护措施来控制巷道围岩的变形成了亟需解决的问题。
　　本文采用实验室分析、理论分析、现场实测、及数值模拟的方法，进行深井高应力巷道围岩变形及锚注支护优化研究。通过巷道围岩的单轴抗压强度试验，测得了围岩的抗压强度，根据相关理论判断是否属于软岩巷道。根据巷道所处具体地质条件，运用数值模拟软件建立相应的模型，对巷道开挖前后的应力、位移还有塑性区进行模拟、研究，分析出该地质条件下巷道围岩的变形破坏规律，为下一步的巷道支护提供参考。根据前面的结果，按照最大剪切与极限平衡原理，运用等效圆相关公式进行计算相关支护参数，并用FLAC模拟软件对各参数进行了进一步的优化。为了更好的保证巷道的稳定，对锚注支护的支护时间、注浆压力、注浆深度以及注浆孔的间距进行了优化，既减少了支护成本，又保证了巷道的稳定。根据理论分析和数值模拟得到的参数对巷道进行支护设计，并对巷道的变形及锚杆受力情况进了测量，结果表明对支护参数优化后不但减少了支护成本，而且也较好的保证了巷道的稳定，围岩变形得到了有效的控制，为类似地质条件下的巷道支护提供了参考。

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1 绪论

1.1 课题的提出及研究意义

1.2 国内外深井高应力巷道支护研究现状及注浆的分类

1.3 深井高应力巷道支护存在的主要问题

1.4 研究的主要内容和方法

2 软岩分类及深井高应力巷道变形破坏机理

2.1软岩的分类

2.2-850m行人暗斜井围岩的判定

2.3 软岩巷道变形破坏机理研究

2.4 本章小结

3 深井高应力巷道变形破坏规律分析

3.1 深井高应力巷道变形破坏的特点

3.2 深井高应力巷道粘弹性力学分析的基本假设

3.3深井高应力巷道变形破坏数值模拟分析

3.4 本章小结

4 深井高应力巷道支护参数优化及锚注支护机理研究与应用

4.1 深井高应力巷道支护参数优化

4.2 深井高应力巷道组合层支护技术

4.3 锚注支护机理分析

4.4 深井高应力巷道注浆加固优化设计研究

4.5 深井高应力巷道支护方式

4.6 本章小结

5 巷道支护效果监测研究

5.1 实测研究的目的

5.2 实测研究的内容与方法

5.3 监测结果与分析

5.4 本章小结

6 主要结论

致谢

参考文献

攻读硕士期间主要研究成果