基于反演理論的深部巷道支護方案優(yōu)化研究.pdf

1、本文結合國家自然科學基金重大項目“深部巖體力學基礎研究與應用”子課題：“深部多相多場耦合作用及其災害發(fā)生機理與防治”，以及貴州開陽磷礦深部開采巷道支護優(yōu)化方案研究，對深部巖體力學參數(shù)及地應力進行研究，并將研究成果應用于深井巷道支護方案優(yōu)化研究的分析當中。 首先，對破壞的馬路坪礦巷道進行了現(xiàn)場調查，記錄各段巷道破壞的具體地段、破壞程度及破壞特征，分析巷道支護出現(xiàn)問題的各方面原因。 在現(xiàn)場采集典型巖體的巖塊并加工成巖石試樣，

2、在實驗室進行了巖石試樣的物理力學性質分析，對礦體下盤布置巷道的頁巖的應力．應變曲線做了詳細分析。同時，在礦山進行現(xiàn)場調查，對貴州開陽磷礦產生破壞的典型巷道進行現(xiàn)場收斂位移觀測，并對觀測記錄進行分析。 綜合應用神經網絡理論、混沌優(yōu)化方法以及反演理論，通過記錄的位移值反分析出了該水平面的原巖初始地應力及相關的力學參數(shù)。將反分析得出的初始地應力與用經驗公式計算的地應力值進行比較，結果顯示兩者有顯著不同，從而說明經驗公式有其局限性，要在

3、工程中針對具體情況計算出地應力。 用經驗公式和工程類比方法確定馬路坪礦運輸巷道的支護參數(shù)，在此基礎上提出對現(xiàn)有支護方案的改進方案。將分析出的該水平面的原巖初始地應力及相關的力學參數(shù)應用于巷道支護方案的優(yōu)選研究中，用FLAC<'3D>有限差分程序對巷道原來的支護方案、改進后的一種支護方案進行比較計算，得出改進的支護方式的顯著優(yōu)點。每種模擬都計算了巷道開挖后圍巖的應力分布、位移和變形情況。把提出的四種改進支護方案進行數(shù)值模擬比較，推

4、薦出兩個方案進行現(xiàn)場試驗，根據現(xiàn)場效果并考慮支護的成本后從中可選出最優(yōu)方案作為最終方案。 通過對巷道的數(shù)值模擬和計算可知，深部巖體承受較高的地應力，其支護參數(shù)的不同將會產生不同的效果。針對數(shù)值計算和現(xiàn)場試驗各自存在的不足，把兩者結合起來考慮，以選出最有利的支護方法。 本文結合具體工程開展研究。首先進行現(xiàn)場調查、現(xiàn)場監(jiān)測和室內試驗，再對調查和試驗結果進行理論分析。針對分析結果，有針對性地提出技術解決方案以指導現(xiàn)場施工。本文