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软岩巷道联合支护设计及三维数值模拟研究

张虎伟  
【摘要】:软岩巷道围岩松散破碎,承载力低,在工程荷载作用下,具有明显的塑性变形和强流变性。传统单一的支护手段难以保证其安全和稳定。高家梁煤矿第一开采水平2~(-2)上煤层的巷道是典型的软岩巷道,其围岩遇水泥化,膨胀,崩解,进而造成巷道出现断面收缩、两帮片帮,顶板离层和冒落等失稳现象。针对高家梁煤矿2~(-2)上煤层20110综采工作面的辅运巷道和皮带巷道的软岩问题,结合巷道具体工程地质条件及围岩物理力学特性,分别设计出锚喷网和锚网索+局部立柱式钢管混凝土支架的联合支护方案,通过在工程现场对巷道围岩的表面位移监测对设计方案的支护效果进行了检测,其结果证明两条巷道的联合支护方案均可以有效的控制软岩巷道的大变形。利用FLAC3D对巷道支护前后的位移场和应力场进行了三维数值模拟,并与现场监测进结果行了对比分析,证明了数值计算的有效性并且分析出了联合支护对软岩巷道变形控制的力学机理。


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