高應力大變形軟巖巷道變形機理及控制對策研究.pdf

1、隨著科技的發(fā)展，煤炭需求量逐步攀升，煤礦開采規(guī)模和開采深度也隨之逐步增加，高應力大變形軟巖巷道的穩(wěn)定性問題越發(fā)凸顯，然而高應力軟巖巷道支護難題一直困擾著諸多國內(nèi)外專家學者，能否有效地解決高應力大變形巷道支護難題，是目前解決能源供需緊缺和保障安全生產(chǎn)等問題的關(guān)鍵。為了解決高應力大變形巷道支護難題，國內(nèi)外專家學者已進行了大量的實驗研究與工程應用，提出了許多種不同的支護方式，其中常采用的有聯(lián)合支護、卸壓支護及可縮性金屬支架等。但仍存在諸多不足

2、之處，如聯(lián)合支護在現(xiàn)場應用中存在二次返修問題;卸壓支護存在破壞圍巖自身完整性，降低圍巖自身承載能力等不足;可縮性金屬支架變形量小，不能滿足高應力大變形軟巖巷道變形需要等問題。諸多問題給煤礦安全生產(chǎn)帶來不利影響。因此需要透徹研究高應力大變形軟巖巷道圍巖變形特點及圍巖與支護體協(xié)同作用機理，研究出一種能滿足高應力大變形軟巖巷道變形特征的支護方法，解決高應力大變形軟巖巷道支護難題，具有較高的研究價值和意義。
　　針對高應力軟巖巷道變形量大

3、、初期變形速率大以及其具有時效性等特點，本文研究了高應力大變形軟巖巷道圍巖破壞變形特征以及分析了高應力大變形軟巖巷道支護體失穩(wěn)機理;探討高應力軟巖巷道圍巖與支護體協(xié)同作用機理，研究高應力軟巖巷道最佳釋壓量的概念及計算方法，進而建立置孔釋壓支護模型;研究高應力軟巖巷道一次成巷支護工程對策及支護方案優(yōu)化原則。
　　本論文是以山西東河礦2308工作面為工程實例，通過理論分析、數(shù)值模擬、相似模擬及現(xiàn)場監(jiān)測等研究方法，將理論與實踐相結(jié)合。利

4、用RFPA數(shù)值模擬軟件建立巷道的開挖模型及支護模型，分析無支護、錨網(wǎng)索+鋼棚支護以及置孔釋壓支護三種不同支護方式下巷道圍巖破壞演化規(guī)律。通過對三種不同支護方式下巷道圍巖破壞過程演化模擬，分別從巷道圍巖應力、位移及變形特征分析三種支護方式的模擬結(jié)果，比較三種支護方式的優(yōu)劣，并結(jié)合相似模擬和現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)進而證明了置孔釋壓支護這種方式在高應力軟巖巷道中能起到較好的支護作用，從而也大大的降低了高應力軟巖巷道在掘進后返修及支護的費用，實現(xiàn)高應力軟