祁东矿巷道围岩分类及差异支护技术研究

摘要

论文以皖北祁东矿为研究背景，该矿巷道围岩以泥岩为主，受断层、地应力影响较大，属于典型的高应力软岩巷道。由于巷道支护设计主要还是以工程类比居多，具有一定的不可预见性，部分巷道由于没有很好的对其进行合理的围岩分类及支护设计，导致其变形失稳比较严重，返修率高;还有的巷道支护过剩，导致其支护成本加大。为了提高效益和支护决策的科学性，对该矿进行围岩稳定性分类及差异支护技术研究是可行的。通过现场调研、资料收集与统计、理论分析、支护方案搭建、计算机编程、现场工程验证等方式，对祁东矿三类典型巷道（开拓巷道、准备巷道、回采巷道）的支护效果及矿压特征、数据库、围岩稳定性分类方法、差异性支护对策、智能决策等主要内容进行了深入研究。开拓和准备巷道的围岩稳定性分类主要考虑其应力扰动影响指标和围岩综合强度指标的比值来确定;回采巷道的围岩稳定性分类主要由围岩（顶板、底板、帮部）强度、本工作面和相邻工作面采动影响、地压影响等指标来共同确定;根据所收集的样本数据库，利用计算机计算并确定其稳定性类别，并由各类别的成功支护案例进行合理的支护方式和主要支护参数选取，为实验巷道支护决策提供支持;以VisualStudio2010为开发工具，采用C＃语言进行编程，实现了巷道样本库管理功能、围岩分类功能、差异支护决策功能等;将支护决策系统应用到现场，与现场基本吻合，效果明显。论文研究成果对该矿巷道差异支护设计具有相当大的实践指导意义，同时其它同类矿区的差异支护设计也可以借鉴。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究现状

1．2．1 巷道围岩分类的研究现状

1．2．2 巷道支护技术的研究现状

1．2．3 巷道差异化支护思想的研究现状

1．2．4 巷道支护决策的研究现状

1．3 论文的研究目的、内容及方法

1．3．1 论文的研究目的

1．3．2 论文的主要内容

1．3．3 论文的研究方法

2 祁东矿巷道支护效果调研分析

2．1 矿井地质概况

2．1．1 矿井位置、范围

2．1．2 交通条件

2．1．3 主要构造特征

2．2 巷道基本信息调研情况

2．3 典型巷道支护效果分析

2．3．1 西翼总回风巷(西段)支护效果分析

2．3．2 四采区集中轨道巷支护效果分析

2．3．3 924工作面巷道支护效果分析

2．4 本章小结

3 巷道围岩稳定性分类

3．1 围岩稳定性分类指标选取原则与方法

3．2 巷道围岩稳定性分类方案

3．2．1 开拓、准备巷道围岩稳定性分类方案

3．2．2 回采巷道围岩稳定性分类方案

3．3 本章小结

4 巷道差异化支护技术研究

4．1 差异化支护对象

4．2 差异化支护方案

4．2．1 设计原则与目的

4．2．2 开拓、准备巷道差异化支护方案

4．2．3 回采巷道差异化支护方案

4．3 本章小结

5 巷道差异化智能支护决策系统的设计与实现

5．1 系统的环境及特点

5．2 系统的开发与说明

5．2．1 系统结构、功能模块和操作流程

5．2．2 主要变量及数据库属性在系统中的设置

5．2．3 系统编程的实现

5．2．4 系统的使用说明

5．3 本章小结

6 支护决策系统在祁东矿的工程验证

6．1 支护决策系统在准备巷道中的工程验证

6．1．1 工程条件

6．1．2 参数输入与结果呈现

6．1．3 工程验证分析与结果

6．2 支护决策系统在回采巷道中的工程验证

6．2．1 工程条件

6．2．2 参数输入与结果呈现

6．2．3 工程验证分析与结果

6．3 本章小结

7 主要结论与展望

7．1 主要结论

7．2 不足与展望

参考文献

附录

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果