復雜破碎巖層巷道支護結構參數(shù)優(yōu)化分析.pdf

1、國內(nèi)石炭系鋁土礦采用大規(guī)模地下開采進行開發(fā),還沒有成功的先例。三門峽鋁礦區(qū)工程地質(zhì)條件與水文地質(zhì)條件都比較復雜,巖體節(jié)理裂隙發(fā)育,穩(wěn)定性差,冒頂片幫涌水等危害嚴重影響礦區(qū)建設和安全。為此,本文以三門峽鋁礦巷道掘進支護為例,介紹了國內(nèi)外適用的支護方法,對地下圍巖失穩(wěn)、變形的力學機制和巷道支護結構作用機理及時機作了較為全面的研究和較深入的分析,并利用圍巖支護結構特征曲線理論、遺傳算法及有限元數(shù)值模擬進行了最優(yōu)支護方案的選擇。
　　

2、本文的主要研究內(nèi)容及成果如下:
　　 (1)系統(tǒng)論述三門峽礦區(qū)的地質(zhì)特征和工程特性,并現(xiàn)場勘測調(diào)查了冒頂片幫涌水等破壞,較全面的掌握現(xiàn)場復雜破碎巖體情況。根據(jù)礦區(qū)工程地質(zhì)及現(xiàn)場勘察情況,綜合探討復雜破碎條件下巷道圍巖變形失穩(wěn)的力學機制,分析了影響圍巖變形破壞的因素。
　　 (2)針對復雜破碎巖層條件,較全面地收集總結了國內(nèi)外井巷工程掘進施工方法,井巷工程支護方法及冒頂片幫的處理措施,為三門峽鋁礦井巷工程建設提供了參考依據(jù)

3、。
　　 (3)研究國內(nèi)外現(xiàn)行的巷道工程支護方法及其作用機理,針對本巷道圍巖變形破壞力學機制,經(jīng)工程類比確定三種支護方案,分別為噴射混凝土、錨網(wǎng)噴支護及U型可縮性支架支護。
　　 (4)通過解析類比及經(jīng)濟比較確定最終支護方案為錨網(wǎng)噴支護,利用圍巖支護結構特征曲線法理論進行支護結構時機及參數(shù)優(yōu)化,并通過基于遺傳算法的優(yōu)化進行對比,綜合優(yōu)化分析并得出了噴層厚度及錨桿長度、間距、直徑等支護結構參數(shù),詳細闡明支護結構的施工要點及