深部巷道“雙殼”支護(hù)力學(xué)模型及機(jī)理研究.pdf

1、我國生產(chǎn)礦井逐漸進(jìn)入深部開采時(shí)代，深井工程軟巖巷道變形量大、破壞嚴(yán)重、流變持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的問題極大制約了礦業(yè)開采的進(jìn)一步發(fā)展，致使生產(chǎn)成本增加。為解決深井巷道支護(hù)難的問題，本文搜集并敘述了國內(nèi)外對(duì)深井軟巖巷道支護(hù)的研究進(jìn)展，介紹了一種新的支護(hù)理論。
　　通過調(diào)查深井巷道圍巖的破壞特征和原因，基于強(qiáng)化圍巖支護(hù)體自身結(jié)構(gòu)的理念，結(jié)合了工程實(shí)踐中“淺部低壓注漿、深部高壓注漿”的二次注漿+錨桿+錨索支護(hù)的研究，提出了深井巷道“雙殼”注漿加固支

2、護(hù)理論。建立了“單殼”、“連續(xù)雙殼”、“非連續(xù)雙殼”三類模型，并根據(jù)巖體強(qiáng)度破壞準(zhǔn)則及彈塑性力學(xué)理論，構(gòu)建了“雙殼”物理力學(xué)模型，理論推導(dǎo)了“雙殼”支護(hù)體的應(yīng)力分布、位移及分區(qū)半徑的計(jì)算公式，并采用D-P準(zhǔn)則考慮中間主應(yīng)力和巖石脆性損傷理論本構(gòu)關(guān)系對(duì)巷道圍巖的彈塑性分析進(jìn)行了優(yōu)化，使物理模型更符合實(shí)際情況。
　　本文主要采用數(shù)值模擬軟件進(jìn)行研究分析。首先模擬了裸巷在不同埋深，不同圍巖強(qiáng)度條件下巷道圍巖的應(yīng)力分布特征、移動(dòng)變形規(guī)律，

3、總結(jié)了巷道各部分圍巖變形失穩(wěn)原因以及支護(hù)要點(diǎn)，為研究“雙殼”支護(hù)機(jī)理奠定基礎(chǔ)。然后通過模擬對(duì)比裸巷、“單殼”結(jié)構(gòu)、連續(xù)“雙殼”結(jié)構(gòu)、非連續(xù)“雙殼”結(jié)構(gòu)的圍巖應(yīng)力分布及變形規(guī)律，研究深井軟巖巷道“雙殼”支護(hù)機(jī)理。
　　深入分析“雙殼”的支護(hù)機(jī)理:認(rèn)為巷道受高壓作用使應(yīng)力隨塑性區(qū)的擴(kuò)大由淺部向深部轉(zhuǎn)移，而錨桿+淺部注漿形成支護(hù)殼，改善了淺部破碎圍巖結(jié)構(gòu)，保證了圍巖完整性;錨索+深部高壓注漿形成加固殼，改善了深部圍巖力學(xué)特性，緩解了深部