弱膠結(jié)軟巖巷道穩(wěn)定性分析及其支護(hù)優(yōu)化.pdf

1、西部地區(qū)地層成巖環(huán)境差、質(zhì)量劣，“強(qiáng)度低、膠結(jié)差、流變性顯著、易風(fēng)化水解”是其典型的物理力學(xué)特性。在這類地層中進(jìn)行礦井建設(shè)時(shí)常遇到支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞、圍巖變形過(guò)度等支護(hù)難題，尤其是當(dāng)?shù)貙拥貞?yīng)力賦存水平較高時(shí)，容易誘發(fā)巷道頂板發(fā)生脆性破壞，嚴(yán)重時(shí)演變?yōu)椤懊罕眲?dòng)力失穩(wěn)現(xiàn)象，給巷道的安全運(yùn)營(yíng)帶來(lái)嚴(yán)重的危害。
　　本文在調(diào)研既有研究成果的基礎(chǔ)上，通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)、數(shù)學(xué)分析方法、數(shù)值模擬技術(shù)相結(jié)合的手段，以伊犁一礦為工程背景，研究弱膠結(jié)軟巖巷道的穩(wěn)

2、定性影響因素并對(duì)其支護(hù)方式進(jìn)行優(yōu)化，得到如下結(jié)論:
　　(1)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)采樣，對(duì)煤、巖試件進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)，研究不同含水狀態(tài)下砂質(zhì)泥巖的強(qiáng)度特征和變形特性，并對(duì)圍壓4MPa時(shí)的砂質(zhì)泥巖全應(yīng)力—應(yīng)變曲線進(jìn)行函數(shù)擬合，初步掌握砂質(zhì)泥巖的力學(xué)本構(gòu)關(guān)系。
　　(2)采用鉆孔應(yīng)力解除法實(shí)測(cè)地應(yīng)力。研究巷道圍巖塑性區(qū)在不同側(cè)壓力系數(shù)時(shí)的變化發(fā)展趨勢(shì)，數(shù)值模擬結(jié)果表明:隨著側(cè)壓力系數(shù)的增大，圍巖塑性區(qū)逐漸向頂?shù)装灏l(fā)展，而巷幫塑性區(qū)增加相對(duì)緩慢，

3、可見(jiàn)側(cè)壓力系數(shù)增大不利于巷道頂?shù)装宸€(wěn)定性控制。
　　(3)根據(jù)地應(yīng)力測(cè)試結(jié)果分析巷道軸向與最大水平應(yīng)力呈不同夾角時(shí)圍巖穩(wěn)定性情況，結(jié)果表明:當(dāng)二者夾角較小時(shí)塑性區(qū)分布整體上變化不明顯;當(dāng)二者夾角較大時(shí)，頂板塑性區(qū)的發(fā)展變化趨勢(shì)較巷幫快，塑性區(qū)分布范圍整體上變化較大，并表現(xiàn)出明顯的方向性。
　　(4)從力學(xué)和能量角度分析了“煤爆”發(fā)生機(jī)理和孕育過(guò)程，通過(guò)彈性能指數(shù)和能量沖擊指標(biāo)的對(duì)煤爆傾向性進(jìn)行預(yù)測(cè)，并提出三種降低或緩解煤爆烈