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阳东矿软岩巷道变形分析及支护技术

朱先强  
【摘要】: 随着世界经济的快速发展,人们对矿产类产品如石油、煤炭、钢铁等的需求急剧增加。由于地面矿山资源日趋枯竭,人们开始将目光转向地下,以寻求更多可开发的矿藏资源。目前大多数深井矿山巷道处于高地应力环境中,地压显现强烈,特别是地质构造复杂、围岩特性差的地区,巷道变形大,经常出现冒顶、塌方等事故,严重危害到工人的生命安全,影响了矿山企业的经济效益。人们开始重视对地下巷道围岩力学性质的分析,研究巷道变形规律,寻求最安全、经济、合理的支护手段,最大程度的保护工人生命健康和维护生态平衡。传统的支护方式已逐渐不适应井下开采的需要,随着科技进步,现代软岩支护理论发展和新型支护方法出现,人们的支护理念正从被动支护向主动支护转变,从单一支护向联合支护发展。本文针对苏州高岭土公司阳东矿深部软岩巷道掘进和使用期间出现的巷道变形破坏的实际难题,通过对高岭土软岩物理力学性质的测定,并采用现场调查、变形观测、理论分析相结合的研究方法,分析深部软岩巷道变形破坏原因、规律并提出软岩矿压控制措施。在阳东矿某软岩巷道不同围岩条件、不同原岩应力条件下选择多种支护方式进行现场试验研究,并最终分析出合理可行的支护手段。本文主要取得了以下研究成果: (1)根据软岩巷道的不同变形特征,提出了软岩巷道支护先让压,后强化支护的施工方案,实践证明是可行的。 (2)通过软岩巷道变形观测,初步掌握了二次支护的时机。阳东矿某软岩巷道在开挖后一般需要一个多月的压力释放期,在围岩趋于稳定时进行后期强化支护,巷道基本无松动变形,保证了软岩巷道的稳定性。 (3)通过现场观测对比分析,U型钢作为一次支护,钢筋混凝土喷浆为二次支护的支护手段能有效控制软岩巷道的变形破坏。 (4)料石碹、钢支架等支护在软岩巷道围岩不稳定情况下往往达不到长期支护目的,采用联合支护是目前解决软岩巷道支护比较好的方法。 (5)通过ANSYS有限元软件,对软岩巷道支护进行数值模拟分析,分析出在不同应力条件下支护方式对巷道围岩变形的控制效果以及围岩应力分布情况;


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