孔莊礦深井水泵房硐室圍巖結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析及控制技術(shù).pdf

1、本文以孔莊礦-1015水平水泵房為研究對(duì)象,采用理論分析、實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)、數(shù)值模擬、工業(yè)性試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研等方法,對(duì)孔莊礦-1015水平水泵房硐室圍巖結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性進(jìn)行分析。理論分析了孔莊礦-1015水平水泵房的應(yīng)力及注漿加固與圍巖的平衡關(guān)系,數(shù)值分析了水泵房開(kāi)挖、相鄰硐室開(kāi)挖、錨桿索支護(hù)、錨桿索與襯砌聯(lián)合支護(hù)、注漿加固條件下硐室的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,在原有支護(hù)基礎(chǔ)上提出了立體式工字鋼桁架加固技術(shù)與注漿加固技術(shù),并成功應(yīng)用于工程實(shí)踐,得出主要研究成果如下

2、:
　　(1)理論分析得出孔莊礦-1015水平垂直地應(yīng)力達(dá)26MPa,水平應(yīng)力達(dá)17.6MPa,當(dāng)量半徑法分析得出水泵房硐室徑向應(yīng)力在硐室表面為0,隨著距硐室漸遠(yuǎn),應(yīng)力逐漸升高至原巖應(yīng)力,而切向應(yīng)力在硐室表面具有最大值,隨著距離硐室表面漸遠(yuǎn),應(yīng)力逐漸降低至原巖應(yīng)力;理論分析注漿加固與圍巖的平衡關(guān)系得出,在孔莊礦-1015水平主排水泵房環(huán)境下,注漿加固巖石殼的抗力達(dá)到12MPa以上才能形成平衡。
　　(2)實(shí)測(cè)水泵房區(qū)域垂直地

3、應(yīng)力26.87MPa,接近理論值,實(shí)測(cè)水平應(yīng)力30~33MPa,水泵房區(qū)域應(yīng)力以構(gòu)造應(yīng)力為主,方向東西方向。實(shí)驗(yàn)測(cè)得出水泵房圍巖賦存主要以泥巖、砂巖、和灰?guī)r為主。圍巖松動(dòng)范圍測(cè)試得出硐室圍巖破碎深度達(dá)6m。
　　(3)采用FLAC3D對(duì)比分析了水泵房開(kāi)挖、距離水泵房較近的內(nèi)水倉(cāng)開(kāi)挖、外水倉(cāng)開(kāi)挖下的硐室圍巖的穩(wěn)定性,得出,距離水泵房較近的內(nèi)水倉(cāng)開(kāi)挖對(duì)硐室的影響較為顯著,應(yīng)力增幅較高,圍巖變形量增幅較大,距離較遠(yuǎn)外水倉(cāng)影響則較小。研究

4、了錨桿索支護(hù)、錨桿索+襯砌聯(lián)合支護(hù)條件下硐室的圍巖穩(wěn)定性,結(jié)果表明,單獨(dú)的錨桿索支護(hù)效果較差,錨桿索+襯砌聯(lián)合支護(hù)支護(hù)效果有所改善,但圍巖頂?shù)装迦杂?.45m,兩幫0.3m的圍巖變形量。在錨桿+襯砌聯(lián)合支護(hù)基礎(chǔ)之上,分析了不同注漿范圍和不同注漿加固巖石殼的強(qiáng)度下硐室的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,得出隨著注漿范圍的逐漸增大,圍巖的變形量逐漸減小,控制效果較為顯著。
　　(4)結(jié)合孔莊礦-1015水平主排水泵房圍巖特點(diǎn)及現(xiàn)有狀況,針對(duì)該硐室支護(hù)的特點(diǎn)