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《中南大学》 2012年
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金川深部巷道变形及支护时效性研究

谭鹏  
【摘要】:深部软岩巷道变形破坏以及支护问题一直都是岩石力学研究中的一个重要领域,特别是遇到地质条件比较复杂的情况。自从人们开始岩石力学的研究工作以来,由于深部巷道所处的环境复杂,其岩石力学问题一直都是研究者们关注的焦点。 金川镍矿作为我国最大的硫化铜镍矿,是全国三大资源利用基地之一。但随开采深度不断的增加,巷道的围岩应力问题也越来越突出。深部巷道初始变形速度之快、持续时间之长以及变形量之大,都是二矿区历史上从未出现过的,有的巷道甚至在开挖阶段,还没投入使用返修工程就已经开始,这给金川矿山的生产带来了非常大的麻烦。本文针对复杂工程环境下的金川深部巷道稳定性展开一系列研究工作。 (1)根据金川的前期地质报告对模糊不清的地质体进行了彻底深入的调查研究,认为金川矿区所处的地质整体较为复杂且金川二矿岩石的单轴强度较高,但岩体的整体强度较低,深部巷道岩体表现出明显的流变特性。 (2)通过本文的研究得:造成金川二矿深部软岩巷道变形破坏的主要原因是深部巷道围岩节理、裂隙极为发育,在较大的地应力以及水平构造应力影响下,岩体呈现碎胀蠕变特性,变形主要表现为破裂岩体在围岩应力作用下沿结构面的滑移、错动和裂缝扩张等。根据矿区实际情况,从长期看片帮、底鼓是矿山巷道破坏的主要表现形式。 (3)运用FLAC3D有限差分程序软件模拟巷道围岩的变形与支护。对巷道工程围岩的力学性态和变形的时间效应进行三维非线性数值模拟,建立了巷道围岩位移—时间关系曲线,分析了巷道围岩位移和应力随时间的变化规律。针对金川的深部巷道破坏特征,提出不同了的支护方案,并分别讨论了不同支护方案的优缺点。 (4)本文通过对金川深部工程力学性质和支护技术的研究,认为金川二矿深部软岩巷道的支护措施,可以根据不同工程段的岩层情况,采取经济合理的支护方式。在稳定性很差的地段则宜采用喷锚网+U型钢+底拱的组合为适,控制巷道变形,维护巷道的长期稳定性。
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TD353

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【参考文献】
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