金川二矿区深部巷道稳定性与支护技术研究

摘要

伴随着金川二矿区开发建设，巷道稳定性及支护技术研究从未中断过，国内外研究机构将金川矿区形象地比喻为岩石力学研究的博物馆。可见，金川矿区岩体条件非常复杂，研究工作难度很大。随着开采深度增加，巷道变形破坏越来越严重，已经严重影响矿山生产。搞清楚深部巷道变形破坏原因，并针对性提出有效的支护措施的研究工作，刻不容缓。本论文主要围绕解决这些问题进行初步研究。 二矿区地应力分布规律为：最大主应力方向为近北东30°～40°，应力轴近似水平，以水平应力为主导，地表层地应力值较小，随着深度增加地应力值增大，其增长率大约为4.5Mpa/100m。金川二矿区目前开采深度为600～700m，到850水平时，开采深度将会达到900m,属于深部开采。最大水平主应力从30.5Mpa达到45.7Mpa，垂直应力从15.4Mpa达到23.2Mpa。由于采动影响，深部巷道围岩中地应力可能达到50Mpa，属于高应力区。由于软弱的结构面(断层面、层间挤压面和节理)频繁切割，多形成破碎—软弱岩体，以碎裂结构体为主，岩块强度一般较高，但岩体整体强度低。这种岩体在高应力作用下，在巷道开挖中表现出明显的时间效应—蠕变，习惯上将这种岩体称为碎胀—蠕变岩体。 本论文通过研究可知：造成矿区深部巷道变形破坏的主要原因是：矿区深部巷道围岩节理、裂隙极为发育，大部分属于碎裂结构，由于受到很高的水平构造应力和采动影响，围岩呈碎胀蠕变特性，变形表现为破裂岩块在应力作用下沿结构面的滑移、错动和裂缝扩张等，相对于强度峰值前质点连续变形的弹塑性变形而言，其变形量要大的多，但人们对矿区内主要巷道围岩中松动圈的形成、发展过程及规模并没有完全掌握，相应的支护理论应用不成功，支护措施不合理、施工质量不稳定。 本论文认为按大变形松动圈理论进行巷道支护方案设计是比较合理的。并从设计、施工、监测方面提出了建议。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1研究课题的提出

1.2国内外研究现状

1.3本研究的技术路线及拟达到的目的

2.4本章小结

第二章金川矿区工程地质条件

2.1工程地质概况

2.2水文地质概况

2.3矿区地应力环境

2.4本章小结

第三章巷道围岩地压和变形破坏特点

3.1地压特点

3.2巷道变形破坏特点

3.3本章小结

第四章巷道变形破坏原因分析

4.1巷道开挖松动圈形成过程分析

4.2围岩碎胀变形分析

4.3支护形式现状及存在的问题分析

4.4工程管理因素分析

4.5本章小结

第五章支护技术试验研究进展

5.1技术攻关项目概况

5.21178分段概况

5.3试验巷道的实施概况

5.4需要进一步的工艺优化

5.5几点认识

5.6本章小结

第六章结论

6.1研究取得成果

6.2维持巷道稳定的建议

致谢

参考文献

附录(攻读学位期间发表的论文及参加科研项目)