深部大斷面硐室圍巖控制機理與技術研究.pdf

1、隨著礦井開采規(guī)模的擴大及開采深度的增加，工程地質力學環(huán)境變得越來越復雜，造成硐室圍巖破壞程度趨于嚴重、控制難度增加，尤其是立體交叉泵房硐室群圍巖穩(wěn)定性控制難題，作為主要開拓巷道嚴重限制了深部煤炭資源的安全高效開采；深部泵房硐室圍巖特殊的工程力學特性、塑性流變及剪脹擴容大變形特征，加之高地壓、高構造應力及工程偏應力的作用，傳統(tǒng)淺部巷道及硐室的支護理論與方法已經(jīng)不能完全適應深部構造復雜區(qū)域大斷面泵房硐室圍巖穩(wěn)定性控制的需要，因此，深入研究深

2、部構造復雜區(qū)域軟弱破碎圍巖大斷面泵房硐室整體穩(wěn)定性控制理論與技術，充分考慮深部復雜地質及力學環(huán)境、深部巖石物性狀態(tài)的改變及其所表現(xiàn)出來的非線性力學特征，制定適合深部泵房硐室圍巖復雜巖石介質性質及工程地質力學特性的控制原則、對策及耦合支護參數(shù)設計方法，不僅可以豐富現(xiàn)有深部巷道及硐室圍巖穩(wěn)定性控制理論，而且對于深部巖體工程具有重要的現(xiàn)實指導意義。
　　本文采用理論分析、數(shù)值模擬及現(xiàn)場實測等綜合研究方法，對深部構造復雜區(qū)域大斷面泵房硐室

3、圍巖變形破壞特征及圍巖應力場演化規(guī)律進行分析研究。通過室內實驗及現(xiàn)場測試，研究獲取了深部大斷面泵房硐室圍巖變形破壞的內因及主要力源，據(jù)此進行泵房硐室圍巖類型劃分歸類，總結提出影響深部大斷面泵房硐室圍巖穩(wěn)定性的影響因素，并對其影響程度及敏感性進行分析；運用彈塑性力學及粘彈性力學理論對深部硐室圍巖力學特性、變形特征進行研究，運用數(shù)值模擬軟件建立三維數(shù)值模型對大斷面硐室開挖應力分布特征、位移演化規(guī)律、塑性破壞形態(tài)及范圍進行分析研究，確定了抗讓

4、結合的控制原則，制定了采用關鍵部位耦合支護控制技術+底腳錨桿+全斷面錨索加強支護的強抗微讓的深部構造復雜區(qū)域大斷面硐室圍巖穩(wěn)定性控制對策，以及深部構造復雜區(qū)域大斷面泵房硐室圍巖穩(wěn)定性“板塊運動—區(qū)域構造—硐室圍巖”逐級控制的思想，研究提出了基于強力護表及提高圍巖自承能力的多層有效組合拱理論；通過數(shù)值模擬對硐室支護時空關系進行了分析，并對特種組合支護情況下泵房硐室立體交叉硐室群整體穩(wěn)定性進行了模擬分析評價；在葛亭煤礦230擴容泵房硐室成功