基于反演理論的深部巷道支護(hù)方案優(yōu)化研究.pdf

1、本文結(jié)合國家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目“深部巖體力學(xué)基礎(chǔ)研究與應(yīng)用”子課題：“深部多相多場耦合作用及其災(zāi)害發(fā)生機(jī)理與防治”，以及貴州開陽磷礦深部開采巷道支護(hù)優(yōu)化方案研究，對深部巖體力學(xué)參數(shù)及地應(yīng)力進(jìn)行研究，并將研究成果應(yīng)用于深井巷道支護(hù)方案優(yōu)化研究的分析當(dāng)中。 首先，對破壞的馬路坪礦巷道進(jìn)行了現(xiàn)場調(diào)查，記錄各段巷道破壞的具體地段、破壞程度及破壞特征，分析巷道支護(hù)出現(xiàn)問題的各方面原因。 在現(xiàn)場采集典型巖體的巖塊并加工成巖石試樣，

2、在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了巖石試樣的物理力學(xué)性質(zhì)分析，對礦體下盤布置巷道的頁巖的應(yīng)力．應(yīng)變曲線做了詳細(xì)分析。同時(shí)，在礦山進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)查，對貴州開陽磷礦產(chǎn)生破壞的典型巷道進(jìn)行現(xiàn)場收斂位移觀測，并對觀測記錄進(jìn)行分析。 綜合應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論、混沌優(yōu)化方法以及反演理論，通過記錄的位移值反分析出了該水平面的原巖初始地應(yīng)力及相關(guān)的力學(xué)參數(shù)。將反分析得出的初始地應(yīng)力與用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算的地應(yīng)力值進(jìn)行比較，結(jié)果顯示兩者有顯著不同，從而說明經(jīng)驗(yàn)公式有其局限性，要在

3、工程中針對具體情況計(jì)算出地應(yīng)力。 用經(jīng)驗(yàn)公式和工程類比方法確定馬路坪礦運(yùn)輸巷道的支護(hù)參數(shù)，在此基礎(chǔ)上提出對現(xiàn)有支護(hù)方案的改進(jìn)方案。將分析出的該水平面的原巖初始地應(yīng)力及相關(guān)的力學(xué)參數(shù)應(yīng)用于巷道支護(hù)方案的優(yōu)選研究中，用FLAC<'3D>有限差分程序?qū)ο锏涝瓉淼闹ёo(hù)方案、改進(jìn)后的一種支護(hù)方案進(jìn)行比較計(jì)算，得出改進(jìn)的支護(hù)方式的顯著優(yōu)點(diǎn)。每種模擬都計(jì)算了巷道開挖后圍巖的應(yīng)力分布、位移和變形情況。把提出的四種改進(jìn)支護(hù)方案進(jìn)行數(shù)值模擬比較，推

4、薦出兩個(gè)方案進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)，根據(jù)現(xiàn)場效果并考慮支護(hù)的成本后從中可選出最優(yōu)方案作為最終方案。 通過對巷道的數(shù)值模擬和計(jì)算可知，深部巖體承受較高的地應(yīng)力，其支護(hù)參數(shù)的不同將會(huì)產(chǎn)生不同的效果。針對數(shù)值計(jì)算和現(xiàn)場試驗(yàn)各自存在的不足，把兩者結(jié)合起來考慮，以選出最有利的支護(hù)方法。 本文結(jié)合具體工程開展研究。首先進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)查、現(xiàn)場監(jiān)測和室內(nèi)試驗(yàn)，再對調(diào)查和試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行理論分析。針對分析結(jié)果，有針對性地提出技術(shù)解決方案以指導(dǎo)現(xiàn)場施工。本文