本文選題：深部巷道圍巖　切入點：破壞機理　出處：《北京科技大學》2018年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：淺部礦產資源的日漸枯竭,迫使采礦活動快速地邁向地球深部。深部開采所帶來的一系列技術問題正在引起越來越多關注。本文以西石門鐵礦轉至深部開采過程中所遇到的巷道變形破壞加劇、防控難度加大為研究背景,采用現場調研、室內試驗、數值模擬和理論分析相結合的手段,通過構建連續(xù)-離散耦合計算分析模型,揭示了不同圍壓條件下水平聯(lián)巷巷道圍巖變形破壞機理;由此對巷道支護參數及爆破參數進行了優(yōu)化,保證了巷道安全穩(wěn)定,實現了礦山開采由淺入深的安全過渡。本文取得了如下研究成果:(1)以室內試驗為基礎,根據AHP層次分析原理和Fuzzy模糊評價原理,建立了水平聯(lián)巷圍巖巖體質量綜合評價層次結構模型,改進了巷道巖體質量綜合評價辨識方法,重點研究了北區(qū)-100m水平聯(lián)巷圍巖的穩(wěn)定性特征。研究表明,隨著礦山開采向深部進展,巖體穩(wěn)定性會逐漸弱化,至-100m水平,在上部定為按Ⅱ級圍巖設防的聯(lián)巷須按Ⅲ級圍巖設防,開采深度與圍巖的等級劃分有直接和重要的關聯(lián)。(2)采用連續(xù)-離散耦合分析模型對巷道圍巖的穩(wěn)定性進行了更進一步的研究,研究發(fā)現:隨著開采深度的加大,巷道圍巖力學狀態(tài)逐漸發(fā)生變化,隨圍壓的不同,馬蹄形巷道圍巖逐漸由彈性變形過渡到塑性變形,不僅如此,破壞的部位亦隨之改變,當K大于1時,圍巖破壞主要集中在巷道頂板、底板,當K小于1,圍巖破壞主要集中在巷道兩幫,當K等于1,圍巖破壞表現出明顯的分區(qū)破裂化現象。隨著圍壓不斷增大,破裂總數逐漸增多。(3)在上述研究的基礎上,利用灰色關聯(lián)度分析法針對相應部位的錨桿長度、網度及安裝角度等參數進行優(yōu)化模擬,發(fā)現:隨著開采深度的增加,在網度不變的情況下,可適當增加錨桿的長度,而錨桿直徑及錨桿角度對支護效果影響較小。據此對相應部位進行了支護設計。(4)將優(yōu)化后的參數應用于北區(qū)-100m水平聯(lián)巷,取得了良好的支護效果。現場監(jiān)測結果表明:圍巖趨于穩(wěn)定后,頂板下沉量控制在15.2mm～16.8mm,兩幫位移量控制在24.9mm～26.9mm;優(yōu)化后的周邊眼炮孔間距為0.6m、最小抵抗線0.67m、藥卷直徑為25mm,在半孔率和平整度方面都要優(yōu)于原先設計方案。本文在研究過程中,取得了如下創(chuàng)新性研究成果:(1)基于AHP層次分析原理和Fuzzy模糊評價原理,建立了巷道圍巖巖體質量綜合評價層次結構模型,形成了一套巷道巖體質量綜合評價辨識方法。(2)通過構建連續(xù)元與離散元計算數據交換傳輸算法及函數,建立了一種巷道連續(xù)-離散耦合計算分析方法,揭示了深部巷道不同圍壓條件下圍巖變形破壞宏-細觀力學機理。(3)建立一種基于正交試驗-灰色關聯(lián)度理論獲取巷道錨網支護最優(yōu)方案的方法。本文研究方法及相關成果,可部分彌補現有礦山向深部過渡是相關研究工作的不足,具有一定的理論意義及工程參考價值。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：北京科技大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TD322;TD353

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 閆玉彪;吳軍銀;劉達;;新立煤礦深部巷道耦合支護技術及應用效果分析[J];煤炭工程;2012年02期

2 許富貴;倪曉燕;趙洪東;;溫度場作用下深部巷道圍巖流變特性的數值模擬分析[J];工程建設;2008年01期

3 張強勇;陳旭光;林波;劉德軍;張寧;;深部巷道圍巖分區(qū)破裂三維地質力學模型試驗研究[J];巖石力學與工程學報;2009年09期

4 國成偉;孟鑫;;唐口礦井深部巷道破壞特征及支護對策研究[J];山東煤炭科技;2012年02期

5 初明祥;;深部巷道圍巖支護阻力確定及其應用[J];現代隧道技術;2014年01期

6 王宏;游元波;;探討如何解決深部巷道修復支護難題[J];科技致富向導;2012年11期

7 許宏發(fā);錢七虎;王發(fā)軍;李術才;袁亮;;電阻率法在深部巷道分區(qū)破裂探測中的應用[J];巖石力學與工程學報;2009年01期

8 齊干;唐強達;;夾河礦深部巷道圍巖地質力學測試分析[J];中國礦業(yè);2011年02期

9 朱德康;左宇軍;陳春春;;有分區(qū)破裂化傾向的深部巷道圍巖支護分析[J];有色金屬(礦山部分);2012年02期

10 牛雙建;靖洪文;楊旭旭;楊圣奇;;深部巷道破裂圍巖強度衰減規(guī)律試驗研究[J];巖石力學與工程學報;2012年08期

相關會議論文 前10條

1 鄒光華;;深部巷道強力支護探討[A];中國煤炭學會第六屆青年科技學術研討會論文集[C];2000年

2 陳春春;左宇軍;朱德康;;動力擾動下深部巷道圍巖分區(qū)破裂數值試驗[A];2011年中國礦業(yè)科技大會論文集[C];2011年

3 戚承志;王明洋;錢七虎;;深部巷道圍巖的變形破壞及其描述問題[A];中國軟巖工程與深部災害控制研究進展——第四屆深部巖體力學與工程災害控制學術研討會暨中國礦業(yè)大學（北京）百年校慶學術會議論文集[C];2009年

4 尤春安;高法民;許裕平;蔣斌松;桑紅星;林登閣;畢宣可;楊永騰;董光振;王宗喜;吳緒生;史鐵山;王傳民;;復雜巖層深部巷道地壓及支護對策研究[A];2003年度中國煤炭工業(yè)協(xié)會科學技術獎獲獎項目匯編[C];2004年

5 康紅普;;深部巷道錨桿支護理論與技術[A];中國煤炭學會第六次全國會員代表大會暨學術論壇論文集[C];2007年

6 李金奎;王金安;李大屯;李鴻雷;王金喜;;高應力深部巷道破碎圍巖錨殼噴支護技術研究[A];第九屆全國巖石力學與工程學術大會論文集[C];2006年

7 陳坤福;靖洪文;楊圣奇;;深部巷道圍巖應力演化規(guī)律的模型試驗研究[A];巖石力學與工程的創(chuàng)新和實踐：第十一次全國巖石力學與工程學術大會論文集[C];2010年

8 李玉龍;張晴;高明仕;;深部巖巷變形破壞特征及穩(wěn)定性控制[A];中國采選技術十年回顧與展望[C];2012年

9 郭仕全;;深部巷道圍巖控制理論在新陸礦的應用[A];中國軟巖工程與深部災害控制研究進展——第四屆深部巖體力學與工程災害控制學術研討會暨中國礦業(yè)大學（北京）百年校慶學術會議論文集[C];2009年

10 戚承志;錢七虎;王明洋;;深部巷道圍巖變形破壞的時間過程及支護[A];第一屆全國工程安全與防護學術會議論文集[C];2008年

相關重要報紙文章 前2條

1 李家福邋馬保恩;支護改革為陶陽礦撐起安全傘[N];經理日報;2007年

2 寧建民;華豐礦支護新技術安全高效[N];經理日報;2007年

相關博士學位論文 前9條

1 祁建東;西石門鐵礦深部巷道圍巖破壞機理及控制技術研究[D];北京科技大學;2018年

2 張繼華;考慮滲流作用的深部巷道圍巖流變特性及控制機理研究[D];中國礦業(yè)大學;2015年

3 龍景奎;深部巷道圍巖協(xié)同錨固機理研究與應用[D];中國礦業(yè)大學;2015年

4 彭瑞;深部巷道耦合支承層力學分析及分層支護控制研究[D];安徽理工大學;2017年

5 牛雙建;深部巷道圍巖強度衰減規(guī)律研究[D];中國礦業(yè)大學;2011年

6 陳坤福;深部巷道圍巖破裂演化過程及其控制機理研究與應用[D];中國礦業(yè)大學;2009年

7 李偉;深部巷道圍巖穩(wěn)定性安全控制原理與應用研究[D];山東科技大學;2010年

8 張軍;深部巷道圍巖破壞機理及支護對策研究[D];中國礦業(yè)大學（北京）;2010年

9 袁超;深部巷道圍巖變形破壞機理與穩(wěn)定性控制原理研究[D];湖南科技大學;2017年

相關碩士學位論文 前10條

1 張建;深部巷道圍巖動態(tài)變形破壞與穩(wěn)定機理研究[D];中國礦業(yè)大學;2015年

2 郭罡業(yè);深部巷道圍巖塑性區(qū)分布及其控制研究[D];湖南科技大學;2015年

3 徐繼成;深部巷道動態(tài)補強支護機理及工程應用研究[D];安徽理工大學;2016年

4 陳雨雪;深部巷道非對稱變形分區(qū)特征及影響因素[D];安徽理工大學;2016年

5 王舒;深部巷道圍巖分區(qū)破裂數值模擬研究[D];青島理工大學;2016年

6 劉洋;深部軟巖巷道全斷面錨注加固技術機理及應用研究[D];安徽理工大學;2017年

7 林波;高地應力深部巷道分區(qū)破裂現象地質力學模型試驗研究[D];山東大學;2009年

8 譚鵬;金川深部巷道變形及支護時效性研究[D];中南大學;2012年

9 許孝濱;深部巷道圍巖分區(qū)破裂錨固機理分析研究[D];山東大學;2013年

10 張帆舸;深部巷道復合圍巖變形特性與耦合控制技術研究[D];中國礦業(yè)大學;2014年

，

本文編號：1581491