软岩巷道大变形试验研究
随着社会发展对能源需求的不断增加，煤矿开采强度不断加大，浅部煤炭资源日益减少，深部煤炭资源开采已成为今后开发的必然趋势。然而，深部开采已遇到众多的技术困难，工程灾害频频发生。本文结合淮南望峰岗煤矿巷道围岩的实际地质情况，采用大型地质力学模型试验与数值模拟相结合的方法，研究了软岩巷道变形的影响因素，分析了不同地应力、不同侧压力、不同巷道尺寸、不同岩体力学参数情况下巷道变形的规律。对望峰岗矿巷道锚喷加固方案进行了优化。
研究内容主要为以下几个方面：
（1）配置了软岩大变形模型试验材料。粘土、水泥、砂和水配合比为4 ：1 ：20 ：
1.3(质量比），小试件单轴抗压强度0.95MPa，弹模205MPa，泊松比为0.28，粘聚力为0.32MPa，内摩擦角33.75°。试件的制作、凝固时间均达到现浇模型试验要求。
（2）利用岩土多功能试验机和FLAC 3D 开展了软岩巷道围岩大变形特征研究。结果表明：侧压比为1/2 时，主应力方向压缩变形明显大于侧压方向，破坏首先发生在侧压方向，且破坏也主要发生在该方向。洞室在破坏后变形范围一般为洞室直径的一倍范围。
地应力小于10MPa 时，巷道破坏的形式主要为剪切破坏；大于10MPa 时，两帮及底板出现了剪切张拉复合破坏模式，顶板破坏模式为剪切破坏。
（3）优化了望峰岗矿巷道锚喷加固方案，拱顶锚杆间距为0.8m，锚杆长度为2.4m；
边帮锚杆间距为0.8m，长度3.7m；底板锚杆间距为0.9m，长度2.9m；排距均为0.8m，锚杆倾角取45°；喷层厚度取120mm。支护后对巷道塑性区、位移均有一定的抑制作用，有利于巷道的稳定，发挥围岩的自承载能力。
- 作者：
- 刘伦
- 学位授予单位：
- 华北水利水电学院
- 专业名称：
- 地质工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2011年
- 导师姓名：
- 刘汉东
- 中图分类号：
- TD322.4
- 关键词：
- 煤矿巷道；软岩围岩；变形试验；力学模型；数值模拟
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