巷道三岔口圍巖穩(wěn)定性特征及控制方法研究.pdf

1、巷道三岔口是煤礦井下開(kāi)拓巷道支護(hù)的關(guān)鍵部位，在巷道三岔口施工過(guò)程中，由于交叉處圍巖具有:頂板等效跨度大，圍巖應(yīng)力集中系數(shù)高的特點(diǎn)，巷道往往易發(fā)生失穩(wěn)破壞，本文在前人研究的基礎(chǔ)上，通過(guò)理論分析、數(shù)值模擬等方法對(duì)巷道三岔口交叉處圍巖的破壞特征、圍巖最大破壞深度、圍巖應(yīng)力分布、圍巖控制方法進(jìn)行了研究，并在此基礎(chǔ)上對(duì)陽(yáng)泉煤業(yè)集團(tuán)有限公司五礦趙家分區(qū)南軌道運(yùn)輸石門(mén)與2＃調(diào)車(chē)線(xiàn)兩條巷道相交的三岔口進(jìn)行了錨噴網(wǎng)支護(hù)設(shè)計(jì)，最后通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)與反饋驗(yàn)證了支

2、護(hù)方案的合理性。通過(guò)一系列的研究，本論文獲得的主要認(rèn)識(shí)如下:
　　1、結(jié)合Coulomb-Mohr強(qiáng)度準(zhǔn)則，利用理論推導(dǎo)分析了巷道三岔口交叉處圍巖的受力情況及破壞特征，得出了交叉處圍巖破壞形式近似呈曲邊三角形分布的特點(diǎn)以及三角區(qū)域圍巖應(yīng)力集中現(xiàn)象明顯的結(jié)論，最終確定在巷道三岔口支護(hù)時(shí)，需加強(qiáng)支護(hù)的區(qū)域?yàn)橄锏廊菂^(qū)域以及交叉點(diǎn)應(yīng)力集中影響范圍內(nèi)的巖體。
　　2、利用彈塑性極限平衡理論推導(dǎo)了巷道拐角處圍巖最大破壞深度的解析式，得

3、出影響最大破壞深度的因素為:原巖應(yīng)力、斷面大小、交叉角度、圍巖強(qiáng)度。
　　3、運(yùn)用ANSYS數(shù)值模擬軟件分別分析了不同交叉角度、斷面大小、理深條件下巷道三岔口處圍巖應(yīng)力分布特征和位移變化規(guī)律，并歸納了交叉角度、斷面大小、埋深對(duì)巷道三岔口圍巖穩(wěn)定性的影響規(guī)律。
　　4、指出了巷道三岔口處銳角三角區(qū)域和鈍角三角區(qū)域圍巖面積的比值是影響頂板下沉量的一個(gè)重要因素，提出了兩者的比值可作為判定巷道三岔口圍巖應(yīng)力集中程度、卸壓區(qū)厚度、位移

4、變化情況的一個(gè)重要指標(biāo)。
　　5、在系統(tǒng)分析地質(zhì)因素和非地質(zhì)因素對(duì)巷道三岔口圍巖穩(wěn)定性影響的基礎(chǔ)上，針對(duì)巷道三岔口圍巖的變形破壞規(guī)律，總結(jié)了較適用于巷道圍巖控制的圍巖-支護(hù)共同承載理論、關(guān)鍵部位加強(qiáng)支護(hù)理論、整體錨固支護(hù)理論、主次協(xié)調(diào)支護(hù)理論。
　　6、基于關(guān)鍵部位加強(qiáng)支護(hù)理論定性分析了在巷道三岔口形成的過(guò)程中三角區(qū)域圍巖內(nèi)支承壓力大小及塑性區(qū)范圍的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程，確定了巷道三岔口三角區(qū)域圍巖形成初期需重點(diǎn)加強(qiáng)支護(hù)。