bck

收藏本站

侏罗系弱胶结软岩巷道变形失稳机制及应用研究

【摘要】:我国中东部地区煤炭资源逐渐枯竭,煤炭资源开采逐步向西部地区发展,然而侏罗系弱胶结岩层广泛分布于我国西部地区,此类岩体胶结性差,层间粘合力差,遇水砂化泥化崩解,在此类岩体中开挖的巷道易发生围岩失稳现象,巷道维护困难,是西部煤矿安全生产中亟待解决的问题。本文以侏罗系地层泊江海子矿弱胶结软岩巷道支护为工程背景,综合采用现场调研、室内试验、理论分析、数值计算、物理相似模拟和现场工程实践等方法,探究了弱胶结软岩巷道围岩的物理力学性质、巷道变形特征、顶板弱胶结软岩体的本构模型,揭示了弱胶结软岩巷道顶板失稳机制,基于上述研究成果提出了弱胶结巷道围岩控制对策,并进行现场实践,效果较好。本论文主要研究成果如下:(1)通过现场调研,得出了弱胶结巷道冒顶区冒落特征,明确了巷道失稳原因:侏罗系煤系地层成岩时间短,胶结性差,层间粘结力弱,裂隙较发育;受弱含水层和掘进扰动影响,岩层层间胶结能力随时间推移具有不同程度弱化;巷道断面为矩形,易导致巷道肩角应力集中;巷道跨度大,在顶板下部易产生较大拉应力,且顶板结构复杂;采用锚网索支护的巷道,围岩锚固拱整体易失稳,形成锚固区外松脱型冒顶。(2)通过XRD、SEM和岩石铸体薄片观察,分析其矿物成分和微观结构;采用室内试验测定其单轴抗压、抗拉强度等力学参数,分析了弱胶结岩石遇水崩解和泥化特性;采用MTS816型电液岩石力学测试系统,开展了常规三轴试验,揭示了弱胶结软岩的变形破坏机理,弱胶结软岩呈现出明显的脆性破坏,岩石峰值强度、残余强度和弹性模量随围压增大而增大,泊松比随围压增大而减小规律。(3)基于常规三轴试验结果,引入了修正系数η,基于力学损伤对于弱胶结软岩微单元强度k的影响服从Weibull分布,建立了弱胶结软岩力学损伤本构模型,其关系式为:(?)通过数值计算得到了不同围压岩体试样的应力-应变曲线,并与实验数据进行对比分析,验证了本文提出的损伤本构模型的准确性;讨论了本构模型中的参数取值范围与应力-应变曲线的关系。(4)建立了复合顶板受力变形的力学模型,分析了离层失稳原因;构建了巷道复合顶板裂隙发育的力学模型,推导出裂隙发育的起裂角和临界应力;引入扩展应变能密度因子,建立其裂纹开裂角θ 0裂隙失稳判据;明确了顶板冒落失稳机制:巷道顶角处发生剪切破坏而形成裂隙,该裂隙带沿裂隙扩展角至易离层的软弱层理面,并与之相互贯通,发生冒顶。(5)建立了数值计算模型,探究了弱胶结层理、不同断面形式等单因素影响下巷道围岩塑性区、应力场、位移场演变特征,揭示了弱胶结软岩巷道围岩变形破坏规律,围岩稳定性动态响应特征,为合理支护技术提供重要的理论依据。(6)利用两向四面加载装置试验系统,通过持续增载(开挖扰动和采动影响)作用,对常规支护和优化支护两种支护条件下进行模拟分析,研究了各个阶段内的巷道表面位移、应力变化规律和离层裂隙演化特征,获得了支护形式变化对巷道周边围岩变形破坏演化的影响规律。(7)基于现场调研巷道冒顶失稳原因,结合数值模拟和物理模拟研究成果,提出了弱胶结巷道控制对策为:高强度高预紧力“倒梯形”锚网索梁支护结构+直墙切拱形为巷道断面+全断面喷浆耦合支护形式,并通过理论计算确定锚杆、锚索长度和支护密度,确定其支护参数。将确定的巷道支护方案进行现场实践,监测表明,巷道没有发生明显变形,无冒顶现象,较好地控制了巷道顶板围岩稳定性。图[109]表[14]参[161]

下载App查看全文

(如何获取全文? 欢迎:、、)

支持CAJ、PDF文件格式


【相似文献】
中国期刊全文数据库 前18条
1 王崇景;卢卫东;张英峰;;注浆技术在软岩巷道修复中的应用[J];煤炭技术;2008年01期
2 郭中海;;软岩巷道“先放后抗”法支护技术[J];矿山压力与顶板管理;2005年04期
3 张树峰;;浅谈软岩巷道监测技术[J];科技信息;2010年01期
4 孙奇涵;软岩巷道主动支撑的力学原理[J];天津职业技术师范学院学报;2002年03期
5 刘志新,张玉才;软岩巷道施工中冒顶涌矸事故的治理[J];煤矿开采;1999年02期
6 王金华;;软岩巷道围岩的工程特性及其分类[J];煤炭科学技术;1987年07期
7 梁海汀;赵晓举;范建魁;陈三磊;蔡世鹏;;软岩巷道冒顶机理及支护对策[J];煤炭技术;2020年05期
8 李刚;梁冰;;水影响下软岩巷道变形规律及其控制[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2009年S1期
9 于洋;肖同强;刘洪林;张永杰;许磊;;浅谈软岩巷道施工与支护技术[J];煤炭科技;2009年04期
10 王连国,韩继胜,孙求知;软岩巷道锚注支护效果的数值模拟研究[J];山东科技大学学报(自然科学版);2001年01期
11 王彩根;马文顶;王楚光;;软岩巷道合理支护强度的研究[J];岩石力学与工程学报;1998年01期
12 王守海;贾广兴;刘乐学;;软岩巷道施工过断层技术的研究与应用[J];山东煤炭科技;2012年02期
13 牛学良,高延法,张庆松;软岩巷道变形特点分析[J];矿山压力与顶板管理;2002年03期
14 王海春,张金海,张海庭;浅谈软岩巷道变形机制及防治措施[J];煤炭技术;2001年12期
15 谢文兵,陆士良,赵有功,王庆华,钱勋,孙厚涛,王金平;软岩巷道的合理支护阻力[J];矿山压力与顶板管理;1998年02期
16 谷德钟;软岩巷道离壁(石旋)支护[J];矿山压力;1986年01期
17 阮得战;冯春海;;软岩巷道变形特征及控制技术研究[J];内蒙古煤炭经济;2016年12期
18 夏宇君;张海亮;高建平;;上海庙矿区软岩巷道设计与施工应注意的若干问题[J];内蒙古煤炭经济;2013年09期
中国重要会议论文全文数据库 前20条
1 张华;安骏勇;宋宏伟;;软岩巷道破坏机理分析[A];新世纪岩石力学与工程的开拓和发展——中国岩石力学与工程学会第六次学术大会论文集[C];2000年
2 陈月娥;杨桂枝;;汾西柳湾煤矿软岩巷道稳定性的光弹模拟实验研究[A];第四届全国工程地质大会论文选集(三)[C];1992年
3 刘竹华;沙秀英;杜永兼;陈诗才;吴玉庚;陈月娥;;汾西柳湾煤矿软岩巷道稳定性的模拟试验研究[A];全国第三次工程地质大会论文选集(下卷)[C];1988年
4 韩兴;丁海强;毛永刚;韩志明;;软岩巷道破坏原因分析支护对策[A];中国煤炭学会第六届青年科技学术研讨会论文集[C];2000年
5 马永喜;张广明;;软岩巷道变形特征及其支护技术的研究[A];智慧矿山 绿色发展——第二十六届十省金属学会冶金矿业学术交流会论文集[C];2019年
6 陈学伟;张震;李峰;李绍春;;鲍店煤矿北翼跨采软岩巷道治理技术的研究[A];世纪之交软岩工程技术现状与展望[C];1999年
7 邵光宗;冯增强;柳耀财;;深部软岩耦合支护实践[A];世纪之交软岩工程技术现状与展望[C];1999年
8 李晓龙;;水患软岩巷道围岩控制技术研究[A];西部矿山建设工程理论与实践[C];2009年
9 王文中;;金山店铁矿高岭土化软岩巷道稳定性分析与成巷关键技术研究[A];2010全国采矿科学技术高峰论坛论文集[C];2010年
10 许孝建;崔可存;;浅谈煤矿软岩巷道的支护及应用[A];中国煤炭学会成立五十周年系列文集2012年全国矿山建设学术会议专刊(上)[C];2012年
11 朱浮声;郑雨天;;软岩巷道围岩—支护相互作用的流变力学解释[A];面向21世纪的岩石力学与工程:中国岩石力学与工程学会第四次学术大会论文集[C];1996年
12 陈滔;杜帅;冯旭伟;潘海燕;宫伟力;;软岩巷道的变形过程红外热像的混沌分析[A];北京力学会第17届学术年会论文集[C];2011年
13 徐泽权;;软岩巷道中采用锚杆支护的技术措施[A];全国矿山建设学术会议论文选集(下册)[C];2003年
14 丁祥训;;锚固技术的研究现状及其在软岩巷道施工中的应用[A];矿山建设工程技术新进展——2008全国矿山建设学术会议文集(上)[C];2008年
15 韩黎明;;软岩巷道位移量测与粘弹塑性分析[A];中国岩石力学与工程学会第三次大会论文集[C];1994年
16 王志杰;;软岩巷道压力平衡条件研究[A];矿山建设工程新进展——2005全国矿山建设学术会议文集(下册)[C];2005年
17 杨培举;刘长友;万志军;;深部软岩巷道锚杆锚索耦合控制机理研究[A];煤炭开采新理论与新技术——中国煤炭学会开采专业委员会2006年学术年会论文集[C];2006年
18 张彦田;;锚注在深部软岩巷道加固中的应用[A];矿山建设工程新进展——2006全国矿山建设学术会议文集(下册)[C];2006年
19 徐颖;许兰保;;深部软岩巷道非对称变形耦合控制应用研究[A];中国煤炭学会成立五十周年系列文集2012年全国矿山建设学术会议专刊(上)[C];2012年
20 王定国;;浅孔锚注在软岩巷道修复中的应用[A];2007年赣皖湘苏闽五省煤炭学会联合学术交流会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前18条
1 蔡金龙;侏罗系弱胶结软岩巷道变形失稳机制及应用研究[D];安徽理工大学;2020年
2 孟德军;杨庄矿软岩巷道钢管混凝土支架支护理论与技术研究[D];中国矿业大学(北京);2013年
3 杜丙申;千米深井软岩巷道围岩破坏机理及其控制技术[D];中国矿业大学(北京);2013年
4 荆升国;高应力破碎软岩巷道棚—索协同支护围岩控制机理研究[D];中国矿业大学;2009年
5 李辉;富碱性水弱胶结软岩巷道围岩控制机理与应用研究[D];中国矿业大学;2020年
6 李冲;软岩巷道让压壳—网壳耦合支护机理与技术研究[D];中国矿业大学;2012年
7 王永岩;软岩巷道变形与压力分析控制及预测[D];辽宁工程技术大学;2001年
8 康钦容;缓斜煤层群采动影响下底板软岩巷道围岩稳定性控制[D];重庆大学;2011年
9 王波;软岩巷道变形机理分析与钢管混凝土支架支护技术研究[D];中国矿业大学(北京);2009年
10 李青海;查干淖尔一号井软岩巷道失稳机理及其控制研究[D];中国矿业大学(北京);2013年
11 李刚;水岩耦合作用下软岩巷道变形机理及其控制研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
12 徐锁庚;软岩巷道底板液压钻机设计理论及关键技术研究[D];中国矿业大学;2014年
13 赵术江;新疆沙吉海煤矿复合型软岩破坏机理及支护对策研究[D];中国矿业大学(北京);2014年
14 王其胜;深部软岩巷道矿压特征与支护技术研究[D];中南大学;2008年
15 陶文斌;高应力软岩巷道锚杆支护优化及工程应用研究[D];北京交通大学;2020年
16 刘国磊;钢管混凝土支架性能与软岩巷道承压环强化支护理论研究[D];中国矿业大学(北京);2013年
17 孟波;软岩巷道破裂围岩锚固体承载特性及工程应用研究[D];中国矿业大学;2013年
18 冀登武;准噶尔盆地侏罗系层序地层学与成岩动力学研究[D];浙江大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 钱立德;淮南矿区千米深井大断面软岩巷道群锚支护机理研究[D];安徽理工大学;2019年
2 陈思羽;千米垂深蠕变围岩巷道全断面加固技术研究[D];安徽理工大学;2019年
3 李刚;软岩巷道围岩破裂特征及注浆支护研究[D];山东科技大学;2018年
4 张杰;基于围岩水理条件下的软岩巷道变形[D];内蒙古科技大学;2019年
5 吕少辉;中关铁矿软岩巷道支护技术研究[D];兰州大学;2019年
6 韩连昌;高应力大变形软岩巷道复合支护技术研究与应用[D];贵州大学;2019年
7 胡雪;深部软岩巷道合理喷层厚度确定[D];安徽建筑大学;2018年
8 严旺;局部弱支护条件下深部软岩巷道围岩变形规律研究[D];安徽理工大学;2018年
9 李凌峰;滇西铅锌矿软岩巷道变形及支护技术研究[D];昆明理工大学;2017年
10 陈理强;软岩巷道冲击地压发生机理及防治研究[D];山东科技大学;2011年
11 徐再刚;土城矿软岩巷道矿压显现规律及支护研究[D];贵州大学;2006年
12 陆鹏举;软岩巷道光面爆破技术研究与应用[D];安徽理工大学;2006年
13 何峰华;鑫安煤矿破碎软岩巷道控制技术[D];山东科技大学;2011年
14 李开放;上覆含水层软岩巷道破坏机制及支护时机研究[D];西安科技大学;2009年
15 赵彦;深部软岩巷道承载结构耦合分析及其合理控制[D];安徽理工大学;2017年
16 杨磊;破碎软岩巷道两步耦合注浆技术研究及工程应用[D];湖南科技大学;2006年
17 范加冬;深部软岩巷道耦合支护机制及参数优化研究[D];中国矿业大学;2014年
18 于超云;高湿度环境下软岩巷道时效性破坏的研究[D];大连理工大学;2014年
19 李志强;复杂应力条件下深部软岩巷道矿压控制研究[D];重庆大学;2006年
20 李晓鹏;风氧化软岩巷道变形机理及其控制研究[D];太原理工大学;2015年
中国重要报纸全文数据库 前5条
1 范振峰;[N];中国煤炭报;2010年
2 黄长国;[N];地质勘查导报;2007年
3 记者 陈岳海 实习记者 刘云云;[N];四川日报;2010年
4 姚秋明 邓道静;[N];中国石化报;2010年
5 甲丁;[N];中国国土资源报;2013年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978


{bck}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck官网}| {bck}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bck}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck官网}| {bck}| {bck体育下载}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck官网}| {bck}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bckbet}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck体育下载}| {bckbet}| {bcksports}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bck官网}| {bck体育下载}| {bckbet}| {bcksports}| {bck官网}| {bck体育app}| {bck体育}| {bcksports}| {bck官网}| {bck体育下载}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck官网}| {bck体育}| {bcksports}| {bck官网}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bckbet}| {bck官网}| {bck}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bcksports}| {bck官网}| {bck}| {bck体育官网}| {bcksports}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bckbet}|
{uc8}| {uc8体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐城}| {uc8彩票}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8老虎机}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8老虎机}| {uc8彩票}| {uc8}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {UC8娱乐}| {UC8娱乐城}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐}| {UC8娱乐城}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐}| {UC8娱乐城}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐}| {uc8彩票}| {uc8}| {uc体育}| {UC体育}| {UC8娱乐城}| {uc8}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐}| {UC8娱乐城}|