深部缓倾斜软岩巷道非对称变形机理及稳定性控制研究矿业工程专业论文.docxVIP

声 声 明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下， 独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文 不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。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。本声明的 法律责任由本人承担。 论文作者签名： 走陟 日期：沙fj．彳．占 关于学位论文使用权的说明 本人完全了解太原理工大学有关保管、使用学位论文的规定，其 中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印 件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文； ③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的， 复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内 容(必威体育官网网址学位论文在解密后遵守此规定)。 签 名： 赵：陧 日期： 垫垡：兰：墨 导师签名： 日期：勿叩厂，衫．F 万方数据 太原理工大学硕士研究生学位论文深部缓倾斜软岩巷道非对称变形机理及稳定性控制研究 太原理工大学硕士研究生学位论文 深部缓倾斜软岩巷道非对称变形机理及稳定性控制研究 摘要 煤矿进入深部开采后，在复杂地应力场的影响下，深部岩体呈现出非 线性力学行为，深井巷道围岩的大变形及稳定性控制问题越来越突出【11。而 针对深部缓倾斜软岩巷道非对称变形破坏，其支护形式通常采用对称支护， 由于支护体力学特性与围岩力学特性的不耦合，围岩首先在关键薄弱部位 发生破坏，进而导致整个巷道的失稳。若提高全断面支护强度，满足周边 高应力破坏严重部位的支护强度，而对破坏变形较小的部位采用同等的支 护强度会造成支护成本的增加，材料的浪费等问题。因此充分掌握深部缓 倾斜软岩巷道非对称变形机理，确定其支护关键部位，提出有效的支护对 策是非常必要的。 本文以新安煤矿+535回风石门为研究背景，通过现场工程地质调查、 理论分析、数值模拟以及现场工业性试验相结合的方法分析了深部缓倾斜 软岩巷道非对称变形的机理，研究了水平应力的方向、大小及围岩产状对 深部缓倾斜软岩巷道非对称变形的影响作用。在此基础上提出了“关键部位 加强支护”的非对称耦合支护对策，并在新安煤矿进行了工业性试验研究。 主要结论如下： (1)通过现场观测及数值模拟分析表明，深部缓倾斜软岩巷道呈现出 非对称变形特征为底臌偏向高帮，顶板下沉量偏向顶板左侧(低帮)、高帮 位移量大于低帮的特征。 (2)在不考虑岩层倾角对软岩巷道非对称变形影响下，采用数值模拟 T 万方数据 太原理工大学硕士研究生学位论文软件FLAC3D对最大水平主应力方向与巷道轴向夹角(00、150、30。、45。、 太原理工大学硕士研究生学位论文 软件FLAC3D对最大水平主应力方向与巷道轴向夹角(00、150、30。、45。、 60、0900)对巷道非对称变形的影响进行了分析。 (3)在不考虑最大水平主应力方向与巷道轴向夹角口对巷道非对称变 形的影响下，对不同侧压系数下缓倾斜软岩巷道非对称变形特征进行了数 值模拟研究，分析了其对非对称变形的影响作用。 (4)基于FLAC3D内置的cvsic黏弹塑性本构模型对深部缓倾斜软岩巷道 围岩破坏过程进行了数值模拟分析，结合现场观测，将该类巷道的变形特 征总结为：巷道围岩整体来压一底板非对称底臌一右帮中下部内挤变形一 左帮中上部变形一顶板左侧破坏一不对称变形扩大一巷道整体失稳。 (5)通过对缓斜软岩巷道岩层产状、应力场及数值模拟研究结果分析， 确定了新安煤矿+535回风石门巷道非对称变形破坏的关键部位为巷道低帮 肩角、高帮部位及高帮底角。 (6)采用“关键部位加强支护”的非对称耦合支护对策对新安煤矿+535 回风石门巷道进行了工业性试验研究，通过现场观测表明该技术能够有效 地控制该类巷道的变形。 关键词：深部，软岩，缓倾斜，非对称变形，关键部位 万方数据 太原理工大学硕士研究生学位论文RESEARCH 太原理工大学硕士研究生学位论文 RESEARCH oN ASYMMETRICAL DEFoRM随LTIoN MEClIANISM AND STABILITY CoNTROL OF DEEP LoW．DIPPINGRoCKSTRATAROADⅥ，AY ABSTRACT During the deep mining in coal mine，the rock presents a nonlinear mechani cal behaviour because of the complex stress fields．The control of large deformat ion and stability on surrounding rock of deep roadway is more and more promin ent．As for