深部復(fù)合型破壞高應(yīng)力欽巖巷道支護(hù)技術(shù)研究.pdf

1、軟巖巷道支護(hù)，歷來是礦山巷道工程的難題，尤其是當(dāng)?shù)叵碌V山進(jìn)入到深部開采后，在復(fù)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(fù)合型破壞，表現(xiàn)為斷面世量收縮、片幫、冒落和嚴(yán)重底鼓等多種破壞形式，圍巖破壞嚴(yán)重，難于有效支護(hù)，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(fù)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(jìn)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(jìn)行了分析，并對深部軟巖巷道底鼓的原因和機(jī)理進(jìn)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(qiáng)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(jìn)口的L

3、UT三軸地應(yīng)力測試儀進(jìn)行了一系列技術(shù)改造，很好的解決了這些難題，準(zhǔn)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(hù)方案的設(shè)計(jì)和分析提供了準(zhǔn)確的真實(shí)地應(yīng)力場邊界條件。
　　 采用先進(jìn)的進(jìn)口力學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器和自行研制的高精度數(shù)字式巖石膨脹儀對典型復(fù)合型破壞的紅頁巖進(jìn)行了細(xì)致的實(shí)驗(yàn)室物理力學(xué)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(qiáng)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(fù)合型破壞的原因和機(jī)理。
　　

4、 在實(shí)測的原巖應(yīng)力場和礦巖力學(xué)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(jìn)行了的數(shù)值模擬分析計(jì)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(hù)設(shè)計(jì)具有重要的指導(dǎo)作用。
　　 本課題通過數(shù)值模擬分析、實(shí)驗(yàn)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(jī)理。并研制出了一種適用于高應(yīng)力大變形巖體的波浪