深部復合型破壞高應(yīng)力欽巖巷道支護技術(shù)研究.pdf

1、軟巖巷道支護，歷來是礦山巷道工程的難題，尤其是當?shù)叵碌V山進入到深部開采后，在復雜地質(zhì)環(huán)境和高應(yīng)力條件作用耦合作用下，巷道圍巖易出現(xiàn)剪脹、大變形流變和遇水膨脹等復合型破壞，表現(xiàn)為斷面世量收縮、片幫、冒落和嚴重底鼓等多種破壞形式，圍巖破壞嚴重，難于有效支護，對礦山安全高效全產(chǎn)造成重大威脅。鑒于此，本文以深部發(fā)生復合型破壞的高應(yīng)力軟巖巷道作為研究對象，從其所處的高應(yīng)力環(huán)境、特殊的巖性條件以及圍巖體層狀構(gòu)造等多個角度進行測試分析和研究，以找到解

2、決這一難題的措施和辦法。
　　 經(jīng)過大量的現(xiàn)場工程地質(zhì)調(diào)查并結(jié)合巷道長期變形監(jiān)測的結(jié)果，對深部高應(yīng)力軟巖巷道發(fā)生破壞原因與破壞類型進行了分析，并對深部軟巖巷道底鼓的原因和機理進行了探討，揭示出深部軟巖巷道受多因素影響，地壓顯現(xiàn)劇烈，兩幫移近和底鼓變形均比較明顯，并且變形具有較強的時間效應(yīng)特征。
　　 針對紅頁巖在高應(yīng)力下的大變形和白云巖巖層富含地下水對采用套孔應(yīng)力解除法測量礦區(qū)原巖應(yīng)力造成的困難，對八十年代從瑞典進口的L

3、UT三軸地應(yīng)力測試儀進行了一系列技術(shù)改造，很好的解決了這些難題，準確地測出了整個礦區(qū)的地應(yīng)力場分布及變化規(guī)律，為支護方案的設(shè)計和分析提供了準確的真實地應(yīng)力場邊界條件。
　　 采用先進的進口力學實驗儀器和自行研制的高精度數(shù)字式巖石膨脹儀對典型復合型破壞的紅頁巖進行了細致的實驗室物理力學特性測試研究，包括礦物成分及微觀結(jié)構(gòu)分析、自然狀態(tài)強度和變形規(guī)律、水理特性及蠕變特性等方面，從巖性的角度找出發(fā)生復合型破壞的原因和機理。
　　

4、 在實測的原巖應(yīng)力場和礦巖力學參數(shù)情況下，綜合考慮紅頁巖的層理構(gòu)造特征，利用離散元數(shù)值模擬軟件對深部軟巖巷道開挖后圍巖應(yīng)力和位移分布進行了的數(shù)值模擬分析計算，揭示了深部軟巖巷道圍巖變形的發(fā)展趨勢和規(guī)律，對后面的支護設(shè)計具有重要的指導作用。
　　 本課題通過數(shù)值模擬分析、實驗室與現(xiàn)場測試等方式，揭示在多種因素耦合作用下該類巷道的地壓與變形活動規(guī)律、圍巖松動圈的時空演化規(guī)律及失穩(wěn)變形機理。并研制出了一種適用于高應(yīng)力大變形巖體的波浪