孔莊礦深井水泵房硐室圍巖結構穩(wěn)定性分析及控制技術.pdf

1、本文以孔莊礦-1015水平水泵房為研究對象,采用理論分析、實驗室試驗、數值模擬、工業(yè)性試驗和現(xiàn)場調研等方法,對孔莊礦-1015水平水泵房硐室圍巖結構穩(wěn)定性進行分析。理論分析了孔莊礦-1015水平水泵房的應力及注漿加固與圍巖的平衡關系,數值分析了水泵房開挖、相鄰硐室開挖、錨桿索支護、錨桿索與襯砌聯(lián)合支護、注漿加固條件下硐室的結構穩(wěn)定性,在原有支護基礎上提出了立體式工字鋼桁架加固技術與注漿加固技術,并成功應用于工程實踐,得出主要研究成果如下

2、:
　　(1)理論分析得出孔莊礦-1015水平垂直地應力達26MPa,水平應力達17.6MPa,當量半徑法分析得出水泵房硐室徑向應力在硐室表面為0,隨著距硐室漸遠,應力逐漸升高至原巖應力,而切向應力在硐室表面具有最大值,隨著距離硐室表面漸遠,應力逐漸降低至原巖應力;理論分析注漿加固與圍巖的平衡關系得出,在孔莊礦-1015水平主排水泵房環(huán)境下,注漿加固巖石殼的抗力達到12MPa以上才能形成平衡。
　　(2)實測水泵房區(qū)域垂直地

3、應力26.87MPa,接近理論值,實測水平應力30~33MPa,水泵房區(qū)域應力以構造應力為主,方向東西方向。實驗測得出水泵房圍巖賦存主要以泥巖、砂巖、和灰?guī)r為主。圍巖松動范圍測試得出硐室圍巖破碎深度達6m。
　　(3)采用FLAC3D對比分析了水泵房開挖、距離水泵房較近的內水倉開挖、外水倉開挖下的硐室圍巖的穩(wěn)定性,得出,距離水泵房較近的內水倉開挖對硐室的影響較為顯著,應力增幅較高,圍巖變形量增幅較大,距離較遠外水倉影響則較小。研究

4、了錨桿索支護、錨桿索+襯砌聯(lián)合支護條件下硐室的圍巖穩(wěn)定性,結果表明,單獨的錨桿索支護效果較差,錨桿索+襯砌聯(lián)合支護支護效果有所改善,但圍巖頂底板仍有0.45m,兩幫0.3m的圍巖變形量。在錨桿+襯砌聯(lián)合支護基礎之上,分析了不同注漿范圍和不同注漿加固巖石殼的強度下硐室的結構穩(wěn)定性,得出隨著注漿范圍的逐漸增大,圍巖的變形量逐漸減小,控制效果較為顯著。
　　(4)結合孔莊礦-1015水平主排水泵房圍巖特點及現(xiàn)有狀況,針對該硐室支護的特點