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文檔簡(jiǎn)介
1、水害一直是制約煤礦安全生產(chǎn)的重大隱患之一,礦井在巷道掘進(jìn)時(shí)期,圍巖因吸水膨脹其強(qiáng)度弱化、變形加劇,而井下疏排水引起巷道斷面尺寸變化更會(huì)加劇巷道圍巖變形。小紀(jì)汗煤礦首次發(fā)現(xiàn)煤層為含水層且為主要承壓含水層,在此特殊水文地質(zhì)工程背景下,開展含水煤層巷道變形機(jī)理研究,對(duì)指導(dǎo)礦井安全生產(chǎn)具有重要的理論與實(shí)際意義。
論文主要研究?jī)?nèi)容及成果如下:
(1)針對(duì)該礦井巷道底板條件,現(xiàn)場(chǎng)取樣對(duì)底板巖石礦物組成成分、巖石膨脹性、水作用下巖
2、石強(qiáng)度弱化規(guī)律進(jìn)行系統(tǒng)的試驗(yàn)研究。發(fā)現(xiàn)巖石中含蒙脫石、伊利石等膨脹性礦物質(zhì)是圍巖膨脹變形的微觀影響因素,底板巖石遇水后產(chǎn)生的高膨脹應(yīng)力、較大變形量宏觀表象為圍巖變形。給出巷道底板粉砂質(zhì)泥巖抗拉強(qiáng)度、單軸抗壓強(qiáng)度及彈性模量隨含水率、不同浸水時(shí)間變化而弱化規(guī)律函數(shù),為數(shù)值模擬研究提供參數(shù)依據(jù)。
?。?)運(yùn)用巖體彈塑性力學(xué)知識(shí),考慮圍巖體強(qiáng)度衰減和應(yīng)變軟化特點(diǎn),對(duì)巷道圍巖塑性區(qū)半徑及變形特征展開理論研究,給出圍巖塑性區(qū)半徑、圍巖內(nèi)任意
3、一點(diǎn)應(yīng)力和巷道表面圍巖位移量的解析式。發(fā)現(xiàn)相比無水作用下,水作用后巷道塑性區(qū)半徑明顯增大,巷道圍巖表面位移量隨巖石軟化程度增加而增大。
?。?)建立不同含水率狀態(tài)下巷道圍巖數(shù)值計(jì)算模型,F(xiàn)LAC3D數(shù)值分析巷道開挖過程圍巖強(qiáng)度特性隨含水量增大而弱化特征,模擬研究巷道圍巖應(yīng)力應(yīng)變、塑性區(qū)分布及圍巖表面變形量,發(fā)現(xiàn)圍巖變形量隨巖石含水率增加而增大,從而揭示含水煤層巷道圍巖變形基本原理及規(guī)律。
?。?)結(jié)合小紀(jì)汗煤礦巷道圍巖破
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