查干淖尔一号井软岩巷道失稳机理及其控制研究

【摘要】：针对查干淖尔一号井软岩巷道支护难题,本文采用现场实测、实验室实验、理论分析、相似模拟试验与数值模拟相结合的方法对巷道失稳机理及其控制对策进行了系统研究。结果表明底板是巷道失稳的主要弱面,泥岩膨胀压力为巷道失稳的主要压力来源；建立了巷道围岩塑性区扩展力学模型,提出了“硬抗”的支护思想,指出高强度、高刚度支护结构体为有效控制围岩变形的关键；通过封闭支护方式下巷道失稳相似模拟试验研究,获得围岩应力、位移演化规律,验证锚杆支护方式的有效性；通过对比支架结构改进对其强度的影响规律,获得靠近顶底板位置的顶底横梁加固方案最优,在此状态下,拱顶强度提高为原始结构的3.51倍,拱底强度提高为原始结构的2.715倍；通过支架结构相似模拟试验研究,获得了不同结构支架强度、刚度演化规律：采用数值模拟的方法对改进支架结构支护效果进行了评价。