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基岩段立井井壁受力机理分析

陈俊  
【摘要】:近年来随着煤炭大开发不断深入,矿山开采的规模不断扩大,开采深度也不断增加。在基岩中,对基岩段立井井壁的安全性与稳定性的要求也在不断调高。基岩段中由于立井通过的岩层不同,其稳定性有很大差别。节理围岩经常对井壁施加很大的压力,造成井壁破坏。本文主要讨论基岩中节理化围岩对井壁施加的地压。节理化软岩系指含泥质成分少的岩体,发育了多组节理,其中岩块的强度较高,呈硬岩力学特性,但整个工程岩体在井巷工程力的作用下呈现出软岩的特性。 本文通过理论分析、模型试验、数值计算三种方法研究了基岩段立井井壁的受力机理和节理围岩对井壁受力的影响。首先,通过井壁所受荷载,节理围岩力学特性的理论分析,对基岩段节理围岩与井壁的共同作用机理及井壁受力进行分析研究;其次根据相似理论和模型试验原理建立围岩与井壁试验模型,通过模型试验研究了节理围岩中含不同倾角的节理面情况下井壁结构模型的变形特性;最后应用大型数值模拟软件FLAC3D,同时选取遍布节理模型作为节理围岩本构关系模型,对基岩段立井井壁结构的变形和受力特性进行分析。最后以孙疃煤矿立井的现场实测作为工程实例,进一步验证基岩段立井井壁的受力特性。本文研究结果,对与今后基岩段矿井的建设提供参考。


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