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1、高地应力论文：高地应力作用下比德煤矿软岩巷道支护技术研究【中文摘要】高地应力作用下软岩巷道以大变形、来压快、帮臌、底臌、难支护的特点一直受到岩石力学及地下工程界的普遍关注,其软岩巷道支护问题仍是世界性的难题之一,严重影响煤矿的安全生产和经济效益。论文针对比德煤矿高地应力软岩巷道变形破坏特征,分析了地应力、地质构造、岩性、采动影响、支护参数不合理、地下水等因素影响软岩巷道变形破坏的机理。通过开展矿区地应力测试,煤层顶、底板岩石力学参数测试,巷道围岩分类,锚杆检测,巷道稳定性分析,巷道变形监测等研究工作
2、,取得的主要成果如下:利用应力解除法的原理,采用空心包体应力计技术,测试了比德煤矿的原岩地应力,得到了3个主应力的大小、方位角与倾角。测试结果表明,矿区原岩应力场受构造应力与岩体自重应力共同作用的结果,且三个主应力大小与埋深呈线性关系。根据地应力测试结果,结合巷道变形破坏特征,分析了煤矿巷道变形破坏与地应力的关系。利用MTS815岩石力学试验系统,实验研究了煤层顶、底板岩石的力学性质,得到了岩石力学参数。在此基础上,利用南非岩体地质力学分类法(CSIR分类),对比德煤矿巷道围岩体进行了分类,岩体属于
3、Ⅲ类围岩,岩体稳定性一般。根据地应力测试、围岩分类、岩石力学参数测试结果,设计了锚杆、锚索、喷层与注浆支护参数。提出了采区巷道和开拓巷道的支护方案,通过巷道稳定性数值分析,结合煤矿多年的支护经验,提出了经济可行的最优方案。在新掘进的巷道中,对最优支护方案进行了效果检验,通过巷道水平移近量与顶、底板移近量监测结果表明,巷道变形是收敛的,说明新支护方案能有效控制软岩巷道的变形,提高了巷道的稳定性。在比德煤矿巷道支护中,采用了“治顶先治帮,治帮先治底”的原则,在新的支护方案中,为了控制巷道底臌,方案中设计
4、了45度底角锚杆,其底角锚杆可以减少巷道底角的应力集中,降低塑性区范围,防治底板岩体产生宏观剪切滑移。通过采区巷道施工监测结果表明,巷道施工工序对围岩的变形影响较大,巷道开挖后打破了原来的应力状态,产生应力集中,围岩体初期变形速度较大,随时间的增加,巷道的变形速度开始减小,巷道周边应力趋于稳定,加上喷层和注浆支护的作用,围岩变形趋于稳定,出现收敛状态。【英文摘要】Softrockroadwaywhichcharacterizedbylargedeformation,pressurecomesfast
5、,sidewallheave,floorheaveanddifficultsupportundertheeffectsofhighgroundstresshavearousedcommonconcerninrockmechanicsandundergroundengineeringfieldallthetime,andsoftrockroadwaysupportingisalwaysatoughproblemobsessingtheminingindustry,whichhasseriouslybe
6、enaffectingthecoalmine’ssafetyproductionandeconomicbenefits,Thispaper,basedonthedistortionandfailurecharacterofsoftrockroadwayinBidecoalmine,analyzeddeformationandfailuremechanismsofsoftrockroadwaythatallareeffectedbyfactorsofgroundstress,lithology,min
7、inginfluence,unreasonablesupportparametersandwater.Bymeansofcarriedoutcoalmineareain-situstressmeasurement,mechanicsparametersdeterminationofroofandfloorrock,surroundingrockclassification,monitoringofanchor,stabilityanalysisanddeformationmonitoringofro
8、adwayandsoon,thispaperhaveachievedthefollowingresults:TheresearcherhavetestedtherockstressofBidecoalminebyuseofprincipleofstressrelievingmethodandhollowinclusionstressgaugetechnique,andachievedthemagnitude,azimuthanddipofthethreeprincip
