丰城矿区深部岩巷围岩应力分析及控制技术研究-土木工程专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 丰城矿区深部岩巷围岩应力分析 及控制技术研究 学 位 类 型 ： 专业型学位 学科（专业学位类别） ： 土木工程领域工程硕士 作 者 姓 名 ： 姚 广 作 者 学 号 ： 导 师 姓 名 及 职 称 ： 王卫军 教授 实践导师姓名及职称 ： 陈久良 高级工程师 学 院 名 称 ： 土木工程学院 论 文 提 交 日 期 ： 2015 年 6 月 1 日 学 位 授 予 单 位 ： 湖 南 科 技 大 学 万方数据 万方数据 Study of surrounding rock stress and control technology on the Deep Roadway at Fengcheng Diggings Type of Degree Professional Degree Discipline (Type of Professional Degree) Civil Engineering Candidate Yao Guang Student Number Supervisor and Professional Title Prof.Wang Weijun Practice Mentor and Professional Title SN.ENGR. Chen Jiuliang School School of Civil Engineering Date June 1st 2015 University Hunan University of Science and Technology 万方数据 万方数据 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取 得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何 其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献 的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法 律后果由本人承担。 作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学 校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被 查阅和借阅。本人授权湖南科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容 编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和 汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名： 日期： 年 月 日 导师签名： 日期： 年 月 日 万方数据 万方数据 万方数据 万方数据 摘 要 本文以江西丰龙矿北翼-800m 采区回风石门作为工程背景，计算了深部巷道围岩压 力，分析了深部巷道围岩失稳原因，在此基础上提出分步联合支护方案，实践表明分步 联合支护方案效果良好，可较好地控制围岩变形。 构建深埋巷道围岩破坏机制，由“向下坍落的楔形坍落体+以顶角为圆心的转动圆 弧体+两个平动三角形体”构成。得到此破坏模式围岩压力极限分析上限解的目标函数 及其约束条件，采用优化方法得到围岩压力的优化解。并采用线性 Mohr-Coulomb 破坏 准则对分析各个参数对围岩压力的影响。 通过 X 射线衍射实验以及分析现场实际情况可知，膨胀性软岩矿物产生的膨胀压力， 围岩四周十分复杂应力场以及不合理的支护方案，这些对维护巷道围岩的稳定都极为不 利。根据实际情况提出分步联合支护技术并论述其优越性，通过 “应力恢复、围岩增强、 固结修复、应力转移”4 项基本对策，可以更好地适应深部岩体的变形要求。采用流变理 论对二次支护时间的选择进行了探讨。 基于松动圈理论及悬吊理论初步设计了锚杆、锚索的参数，采用锚固复合承载体模 型验证锚杆参数的合理性。对锚索的间排距、直径以及长度等参数进行了优化设计，进 行正交试验。分析试验数据，最终取 A2 B2 C1（锚索长度 7m，直径 17.80mm，间排距 1.6m×1.6m）为最佳方案。 针对 3 种不同支护方案（方案 1 “锚喷+注浆支护”支护；方案 2“锚喷+全断面锚 索、注浆”一次联合支护；方案 3“锚喷+全断面锚索、注浆”分步联合支护），运用 FLAC3D 软件对支护效果进行数值模拟。结果表明：方案 2 和方案 3 的支护效果好于方案 1，特 别是在方案 1 中出现底鼓量大的问题得到了改善。分步联合支护使得巷道围岩变形得到 了很好的控制，允许围岩初期产生一定的变形，避免了锚杆锚索同时支护导致承载不同 步的问题，是比一次联合支护更加合理的支护方式。 将分步联合支护应用于工程实践，通过对巷道围岩的压力以及变形量的监测，