深部大斷面硐室圍巖控制機(jī)理與技術(shù)研究.pdf

1、隨著礦井開(kāi)采規(guī)模的擴(kuò)大及開(kāi)采深度的增加，工程地質(zhì)力學(xué)環(huán)境變得越來(lái)越復(fù)雜，造成硐室圍巖破壞程度趨于嚴(yán)重、控制難度增加，尤其是立體交叉泵房硐室群圍巖穩(wěn)定性控制難題，作為主要開(kāi)拓巷道嚴(yán)重限制了深部煤炭資源的安全高效開(kāi)采；深部泵房硐室圍巖特殊的工程力學(xué)特性、塑性流變及剪脹擴(kuò)容大變形特征，加之高地壓、高構(gòu)造應(yīng)力及工程偏應(yīng)力的作用，傳統(tǒng)淺部巷道及硐室的支護(hù)理論與方法已經(jīng)不能完全適應(yīng)深部構(gòu)造復(fù)雜區(qū)域大斷面泵房硐室圍巖穩(wěn)定性控制的需要，因此，深入研究深

2、部構(gòu)造復(fù)雜區(qū)域軟弱破碎圍巖大斷面泵房硐室整體穩(wěn)定性控制理論與技術(shù)，充分考慮深部復(fù)雜地質(zhì)及力學(xué)環(huán)境、深部巖石物性狀態(tài)的改變及其所表現(xiàn)出來(lái)的非線性力學(xué)特征，制定適合深部泵房硐室圍巖復(fù)雜巖石介質(zhì)性質(zhì)及工程地質(zhì)力學(xué)特性的控制原則、對(duì)策及耦合支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)方法，不僅可以豐富現(xiàn)有深部巷道及硐室圍巖穩(wěn)定性控制理論，而且對(duì)于深部巖體工程具有重要的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。
　　本文采用理論分析、數(shù)值模擬及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)等綜合研究方法，對(duì)深部構(gòu)造復(fù)雜區(qū)域大斷面泵房硐室

3、圍巖變形破壞特征及圍巖應(yīng)力場(chǎng)演化規(guī)律進(jìn)行分析研究。通過(guò)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，研究獲取了深部大斷面泵房硐室圍巖變形破壞的內(nèi)因及主要力源，據(jù)此進(jìn)行泵房硐室圍巖類(lèi)型劃分歸類(lèi)，總結(jié)提出影響深部大斷面泵房硐室圍巖穩(wěn)定性的影響因素，并對(duì)其影響程度及敏感性進(jìn)行分析；運(yùn)用彈塑性力學(xué)及粘彈性力學(xué)理論對(duì)深部硐室圍巖力學(xué)特性、變形特征進(jìn)行研究，運(yùn)用數(shù)值模擬軟件建立三維數(shù)值模型對(duì)大斷面硐室開(kāi)挖應(yīng)力分布特征、位移演化規(guī)律、塑性破壞形態(tài)及范圍進(jìn)行分析研究，確定了抗讓

4、結(jié)合的控制原則，制定了采用關(guān)鍵部位耦合支護(hù)控制技術(shù)+底腳錨桿+全斷面錨索加強(qiáng)支護(hù)的強(qiáng)抗微讓的深部構(gòu)造復(fù)雜區(qū)域大斷面硐室圍巖穩(wěn)定性控制對(duì)策，以及深部構(gòu)造復(fù)雜區(qū)域大斷面泵房硐室圍巖穩(wěn)定性“板塊運(yùn)動(dòng)—區(qū)域構(gòu)造—硐室圍巖”逐級(jí)控制的思想，研究提出了基于強(qiáng)力護(hù)表及提高圍巖自承能力的多層有效組合拱理論；通過(guò)數(shù)值模擬對(duì)硐室支護(hù)時(shí)空關(guān)系進(jìn)行了分析，并對(duì)特種組合支護(hù)情況下泵房硐室立體交叉硐室群整體穩(wěn)定性進(jìn)行了模擬分析評(píng)價(jià)；在葛亭煤礦230擴(kuò)容泵房硐室成功