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《辽宁工程技术大学》 2001年
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软岩巷道变形与压力分析控制及预测

王永岩  
【摘要】:煤炭一直占我国能源的70%以上,在国民经济建设中占有举足轻重的地位,随着 煤炭开采越来越向深部发展,矿井软岩巷道的支护与维护问题显得越来越突出。能否 解决好软岩巷道的支护等问题,是煤炭开采向纵深发展和安全生产的关键,迫切需要 深入的研究和探索。 本文系统的论述了软岩的特征及其力学属性,软岩巷道破坏的特点,围岩变形的 影响因素,软岩巷道的支护原则及其巷道的维护方法等。从软岩巷道承载机理出发, 分析了软岩巷道支护与围岩相互作用机理,锚杆与围岩的最佳匹配强度,并对软岩巷 道围岩压力和支架载荷作出了解析分析,为软岩巷道围岩及支护变形控制分析和数值 计算奠定了理论基础。 本文重点应用了矿压理论和非线性有限元方法,创造性地探索了软岩巷道支护变 形和压力计算的反算法;内外边界元方法和开巷初期临时支护压力预测等新方法。这 几种方法避开了从正面直接研究问题的复杂性,而是以实测软岩巷道围岩位移(或压 力)为依据,利用Hooke─Jeeves优化方法,将计算位移(或应力)向实测位移(或 应力)逼近,从而反推算出作用于巷道支护上的围岩压力分布。实现了边界罚单元与 有限元法的结合,可直接预测开巷初期围岩压力的分布,推导了带有边界罚单元的有 限元方程,思想创新,理论上有突破,计算手段先进。有很高的理论价值和应用价值。 论文中应用了国际上著名的大型有限元分析程序SAP、ANSYS和ABQUS分别 计算软岩巷道围岩与支护变形及压力,并实现了对围岩变形的动态仿真显示,增加了 巷道围岩位移变化的可视性。系统地分析了软岩巷道的破坏形式及巷道的理想断面, 对软岩巷道卸压维护方法进行了深入的地分析、计算和研究。通过对爆破卸压巷道的 维护实践,证实了围岩压力高峰点引向围岩深部的卸压理论。并对井底水仓软岩巷道 联合支护方法进行了模拟仿真计算和支护实践及观测分析。 本文将时间序列分析方法、灰色系统理论方法和人工神经网络三种方法引入到软 岩巷道变形预测的研究中,开发、编制了APMA(2·1)模型和GM(1·1)模型等 软件,并对该三种预测方法进行了分析、比较。 本文研究与实践,使软岩支护中的工程类比法上升到定量分析,为软岩巷道围岩 及支护压力和变形计算、巷道维护探索了新的途径。它必将在软岩巷道的支护中起着 主要的参考作用。
【学位授予单位】:辽宁工程技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:TD322

【引证文献】
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【参考文献】
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【共引文献】
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【同被引文献】
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【二级引证文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前2条
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2 薛忠臻;张海荧;;龙口矿区软岩巷道运动状态模型的建立及其应用[A];第六届全国采矿学术会议论文集[C];1999年
3 王兆文;;深部软岩锚喷支护实践[A];矿山建设学术会议论文选集[C];2002年
4 贾维瑞;彭克传;王家富;;合肥软岩风化层划分及评价研究[A];第六届全国工程地质大会论文集[C];2000年
5 何沛田;黄志鹏;张秀明;邬爱清;;软岩承载能力的确定[A];岩石力学新进展与西部开发中的岩土工程问题——中国岩石力学与工程学会第七次学术大会论文集[C];2002年
6 白二雷;许金余;高志刚;;基于小波基无单元法的软岩地质围岩压力计算方法研究[A];岩石力学与工程的创新和实践:第十一次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2010年
7 陈滔;杜帅;冯旭伟;潘海燕;宫伟力;;软岩巷道的变形过程红外热像的混沌分析[A];北京力学会第17届学术年会论文集[C];2011年
8 刘竹华;沙秀英;杜永兼;陈诗才;吴玉庚;陈月娥;;汾西柳湾煤矿软岩巷道稳定性的模拟试验研究[A];全国第三次工程地质大会论文选集(下卷)[C];1988年
9 陈月娥;杨桂枝;;汾西柳湾煤矿软岩巷道稳定性的光弹模拟实验研究[A];第四届全国工程地质大会论文选集(三)[C];1992年
10 周德培;常春;;软岩高边坡开挖过程中锚杆轴力分析[A];面向国民经济可持续发展战略的岩石力学与岩石工程——中国岩石力学与工程学会第五次学术大会论文集[C];1998年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 范振峰;岱庄矿夹心支护撑起软岩巷道[N];中国煤炭报;2010年
2 特约记者 姜书范 通讯员 伍振 沈思林 刘德伟;中铁十八局集团长隧软岩快速施工技术全国领先[N];中国交通报;2002年
3 姜书范 伍振;十八局集团长隧软岩快速施工创佳绩[N];中国铁道建筑报;2002年
4 苏章胜;孙疃矿创新破碎软岩大断面巷道支护效果好[N];经理日报;2009年
5 赵维海;亭南矿井软岩治理项目进入实施阶段[N];经理日报;2008年
6 李元春 袁青岳;唐山开滦建设集团开创井筒软岩冻结新纪元[N];中国企业报;2011年
7 本报记者 一丁 余庆记者站 袁星忠;高峡平湖展宏图[N];遵义日报;2009年
8 王玉峰 庞海运;唤醒荒凉 化蛹成蝶 拓荒者铺陈壮美画卷[N];内蒙古日报(汉);2010年
9 纳雍县煤炭管理局 何宁;预留光面层在软岩锚喷巷道施工中的应用[N];毕节日报;2008年
10 王欢院 安立广 李晓明;“秦岭山区变质软岩路堤修筑技术研究”应用取得巨大效益[N];陕西日报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王永岩;软岩巷道变形与压力分析控制及预测[D];辽宁工程技术大学;2001年
2 李冲;软岩巷道让压壳—网壳耦合支护机理与技术研究[D];中国矿业大学;2012年
3 王波;软岩巷道变形机理分析与钢管混凝土支架支护技术研究[D];中国矿业大学(北京);2009年
4 丁祖德;高速铁路隧道基底软岩动力特性及结构安全性研究[D];中南大学;2012年
5 郭富利;堡镇软岩隧道大变形机理及控制技术研究[D];北京交通大学;2010年
6 闫鑫;高地应力软岩隧道超前应力释放变形控制机理及技术研究[D];中国铁道科学研究院;2012年
7 王立川;浅埋偏压隧道围岩压力与开挖进尺优化的极限分析方法[D];中南大学;2011年
8 王其胜;深部软岩巷道矿压特征与支护技术研究[D];中南大学;2008年
9 康钦容;缓斜煤层群采动影响下底板软岩巷道围岩稳定性控制[D];重庆大学;2011年
10 张东明;岩石变形局部化及失稳破坏的理论与实验研究[D];重庆大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 彭新辉;软岩的流变特性及其工程应用的研究[D];武汉理工大学;2003年
2 张虎伟;软岩巷道联合支护设计及三维数值模拟研究[D];辽宁工程技术大学;2012年
3 何峰华;鑫安煤矿破碎软岩巷道控制技术[D];山东科技大学;2011年
4 何尽川;澜沧铅锌矿凝灰岩软岩巷道破坏机理分析及支护参数优化研究[D];昆明理工大学;2010年
5 贾建功;五凤煤矿软岩巷道变形破坏机理及控制技术研究[D];山东科技大学;2011年
6 孔令辉;弱胶结软岩巷道围岩稳定性分析及支护优化研究[D];山东科技大学;2011年
7 刘宁;蛤蟆山矿软岩巷道变形破坏机理及支护稳定性的应用研究[D];辽宁工程技术大学;2012年
8 卓青松;彬长矿区胡家河煤矿软岩巷道底臌机理及控制技术研究[D];西安科技大学;2012年
9 卢萍;热—流—固耦合条件下软岩巷道压力与变形的研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
10 马士进;软岩巷道围岩扩容软化变形分析及模拟计算[D];辽宁工程技术大学;2002年
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