高應(yīng)力大變形軟巖巷道變形機(jī)理及控制對(duì)策研究.pdf

1、隨著科技的發(fā)展，煤炭需求量逐步攀升，煤礦開采規(guī)模和開采深度也隨之逐步增加，高應(yīng)力大變形軟巖巷道的穩(wěn)定性問題越發(fā)凸顯，然而高應(yīng)力軟巖巷道支護(hù)難題一直困擾著諸多國內(nèi)外專家學(xué)者，能否有效地解決高應(yīng)力大變形巷道支護(hù)難題，是目前解決能源供需緊缺和保障安全生產(chǎn)等問題的關(guān)鍵。為了解決高應(yīng)力大變形巷道支護(hù)難題，國內(nèi)外專家學(xué)者已進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究與工程應(yīng)用，提出了許多種不同的支護(hù)方式，其中常采用的有聯(lián)合支護(hù)、卸壓支護(hù)及可縮性金屬支架等。但仍存在諸多不足

2、之處，如聯(lián)合支護(hù)在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中存在二次返修問題;卸壓支護(hù)存在破壞圍巖自身完整性，降低圍巖自身承載能力等不足;可縮性金屬支架變形量小，不能滿足高應(yīng)力大變形軟巖巷道變形需要等問題。諸多問題給煤礦安全生產(chǎn)帶來不利影響。因此需要透徹研究高應(yīng)力大變形軟巖巷道圍巖變形特點(diǎn)及圍巖與支護(hù)體協(xié)同作用機(jī)理，研究出一種能滿足高應(yīng)力大變形軟巖巷道變形特征的支護(hù)方法，解決高應(yīng)力大變形軟巖巷道支護(hù)難題，具有較高的研究價(jià)值和意義。
　　針對(duì)高應(yīng)力軟巖巷道變形量大

3、、初期變形速率大以及其具有時(shí)效性等特點(diǎn)，本文研究了高應(yīng)力大變形軟巖巷道圍巖破壞變形特征以及分析了高應(yīng)力大變形軟巖巷道支護(hù)體失穩(wěn)機(jī)理;探討高應(yīng)力軟巖巷道圍巖與支護(hù)體協(xié)同作用機(jī)理，研究高應(yīng)力軟巖巷道最佳釋壓量的概念及計(jì)算方法，進(jìn)而建立置孔釋壓支護(hù)模型;研究高應(yīng)力軟巖巷道一次成巷支護(hù)工程對(duì)策及支護(hù)方案優(yōu)化原則。
　　本論文是以山西東河礦2308工作面為工程實(shí)例，通過理論分析、數(shù)值模擬、相似模擬及現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)等研究方法，將理論與實(shí)踐相結(jié)合。利

4、用RFPA數(shù)值模擬軟件建立巷道的開挖模型及支護(hù)模型，分析無支護(hù)、錨網(wǎng)索+鋼棚支護(hù)以及置孔釋壓支護(hù)三種不同支護(hù)方式下巷道圍巖破壞演化規(guī)律。通過對(duì)三種不同支護(hù)方式下巷道圍巖破壞過程演化模擬，分別從巷道圍巖應(yīng)力、位移及變形特征分析三種支護(hù)方式的模擬結(jié)果，比較三種支護(hù)方式的優(yōu)劣，并結(jié)合相似模擬和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)而證明了置孔釋壓支護(hù)這種方式在高應(yīng)力軟巖巷道中能起到較好的支護(hù)作用，從而也大大的降低了高應(yīng)力軟巖巷道在掘進(jìn)后返修及支護(hù)的費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)高應(yīng)力軟