【摘要】：煤炭在我國(guó)總的能源體系中仍占有極高的使用率,而淺部煤層隨著多年開采已幾近枯竭,需要在更深的地層進(jìn)行采煤作業(yè)。深部巖石常常受到高溫、高壓、高滲透和開采擾動(dòng)的影響,而且一些巷道的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,這些都給巷道的支護(hù)帶來(lái)了極大的困難。本文綜合運(yùn)用理論分析、數(shù)值模擬、現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)等方法對(duì)動(dòng)壓條件下深部礦井孤島體的變形機(jī)理和控制對(duì)策等進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,取得了如下的研究成果：(1)分析了深部巷道的變形特征,運(yùn)用彈性和塑性理論分析了動(dòng)壓條件下巷道的位移應(yīng)力場(chǎng)。借助于數(shù)值模擬的方法,分析了孤島地段的變形特征,指出了交叉點(diǎn)巷道的變形狀況和巖柱的應(yīng)力狀況。(2)建立了巖柱的力學(xué)模型,分析了其變形機(jī)理。運(yùn)用有限元模擬的方法分析了雙控錨索對(duì)巖柱的支護(hù)作用以及空間錨索桁架對(duì)巷道的支護(hù)作用。(3)借助于數(shù)值模擬的方法,分析了雙控錨索+空間錨索桁架的方法對(duì)孤島支護(hù)作用,結(jié)合某礦區(qū)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè),證明了這種支護(hù)方法可有效地控制孤島地段的變形。針對(duì)底鼓現(xiàn)象,模擬了預(yù)應(yīng)力錨索和底板錨桿對(duì)孤島巷道底板變形的控制作用。研究成果可為復(fù)雜條件下類似巷道結(jié)構(gòu)提供參考。
[Abstract]:Coal still occupies a very high utilization rate in the total energy system of our country, but the shallow coal seam has nearly dried up with many years of mining, so it is necessary to mine coal in deeper strata. Deep rock is often affected by high temperature, high pressure, high permeability and mining disturbance, and the structure of some roadways is more complex, which brings great difficulties to the support of roadway. In this paper, the deformation mechanism and control strategy of the island body in deep mine under dynamic pressure are systematically studied by means of theoretical analysis, numerical simulation, field observation and so on. The research results are as follows: (1) the deformation characteristics of deep roadway are analyzed and the displacement stress field of roadway under dynamic pressure is analyzed by using elastic and plastic theory. By means of numerical simulation, the deformation characteristics of isolated island area are analyzed, and the deformation status and stress state of rock column are pointed out. (2) the mechanical model of rock column is established and its deformation mechanism is analyzed. Using finite element simulation method, the supporting effect of double control anchor cable to rock column and space anchor cable truss to roadway are analyzed. (3) by means of numerical simulation, This paper analyzes the effect of double control anchor cable space anchor cable truss on the support of isolated islands, and proves that this support method can effectively control the deformation of isolated island area in combination with the field measurement in a certain mining area. Aiming at the phenomenon of floor heave, the control effect of prestressed anchor cable and floor anchor on the deformation of isolated island roadway floor is simulated. The research results can provide reference for similar tunnel structure under complex conditions.
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TD353

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本文編號(hào)：2252026