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五凤煤矿软岩巷道变形破坏机理及控制技术研究

贾建功  
【摘要】:软岩巷道围岩的矿压控制,一直是困扰煤矿生产建设的难题之一,特别是在高应力膨胀型软岩巷道中,围岩的有效控制更加困难。对高应力膨胀型软岩巷道围岩变形破坏机理的研究,能够促进软岩巷道围岩控制技术的发展,对地下软岩工程建设具有重要的理论意义和工程应用价值。 本文综合运用现场实测、室内试验、数值模拟、理论研究相结合的方法,对五凤煤矿软岩巷道围岩变形破坏机理和控制技术进行了研究。 通过室内试验,研究了巷道围岩微观结构、矿物成分和水理性质,分析了巷道围岩的物理力学性质,搞清了引起巷道围岩变形破坏的内部因素。通过理论研究,分析了孤岛工作面覆岩结构与支承压力分布特征,搞清了1606工作面回采巷道围岩围岩应力较大的原因,掌握了引起回采巷道围岩变形破坏的外部因素;分析了回采巷道围岩变形破坏的影响因素及底臌类型,明确了软岩巷道底臌机理,提出了超挖锚固回填技术控制底臌。针对五凤煤矿软岩巷道变形破坏机理,提出了运用整体锚固耦合支护技术对巷道围岩进行控制,并建立了结构模型,进行力学分析,证明了支护措施的有效性。 通过数值模拟计算,研究了五凤煤矿软岩巷道围岩变形破坏特征,搞清了软岩巷道围岩变形破坏的主要方式是拉破坏和剪破坏;由于采空区的存在,导致巷道围岩应力分布出现非对称现象,塑性区的发展也呈现出了非对称性,提出了非对称支护措施;根据巷道围岩塑性区的发展规律,提出了加固帮角控制底臌措施。通过对整体锚固支护技术进行数值模拟计算,验证了整体锚固耦合支护技术在软岩巷道支护中的有效性。 通过现场实测,获得了五凤煤矿软岩巷道围岩矿压显现规律,同时验证了整体锚固支护技术能够有效的防止软岩巷道底臌和偏帮,实现了对五凤煤矿软岩巷道围岩稳定性的有效控制。


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