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《青岛理工大学》 2008年
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软岩巷道锚杆与锚注支护机理的数值模拟分析与工程应用研究

赵恒博  
【摘要】:软岩巷道支护一直是困扰煤炭行业的主要问题之一。该问题一直没有得到圆满解决,主要是因为软岩的力学特性比较复杂,矿山压力显现明显,从而造成巷道稳定性难以控制。出现了返修率增高、成本增加等问题,已严重影响了矿区的生产,造成矿区生产接续紧张。另外,也出现一些“异常”现象,如锚杆加长、加粗后其支护效果不明显甚至恶化。为此,本文采用理论分析、现场资料分析和数值模拟相结合的方法,对龙口矿区软岩巷道支护进行了研究: 1、龙口矿区具有典型的软岩地层特点,对软岩巷道支护的研究具有十分重要的现实意义。本文第二章通过分析龙口矿区现场实测数据,得出了软岩巷道矿压显现的基本规律。主要包括:软岩巷道大变形规律及分析;软岩巷道的变形破坏特点;软岩巷道矿压显现的主要影响因素。 2、了解软岩的力学属性是研究软岩巷道支护的关键。为此,本文第三章从软岩的概念及特性入手,分析研究了软岩巷道的大变形破坏机理及支护原理。对短细密锚杆支护和锚注支护的支护机理进行了详细的阐述。 3、在软岩巷道大变形及支护结构理论分析的基础上,本文第四章首先对FLAC程序和模型本构特点作了简单介绍;然后根据龙口矿区的实际情况,确定数值模拟计算模型与方案,并利用有限差分程序FLAC,进行了弹塑性大变形数值模拟与分析;最后对龙口矿区的软岩巷道支护情况进行分析,证明了数值模拟结果的正确性。 4、本文第五章对强度折减理论及FLAC程序中的强度折减功能作了简单介绍后,利用FLAC程序中的SOLVE FOS命令对第四章的数值模拟结果进行强度折减。在软岩巷道的安全系数求解问题上作了初步探讨。 5、在结论部分,提出了软岩巷道支护设计施工的原则及注意事项,对各种支护结构进行了综合评价,解释了龙口矿区软岩巷道支护中的异常情况,对软岩巷道的大变形数值模拟及软岩巷道的安全系数求解结果作了总结。此外,还对软岩巷道支护问题提出了展望。
【学位授予单位】:青岛理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TD353

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