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离散围岩的巷道支护理论及应用研究
专业:采矿工程
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离散围岩的巷道支护理论及应用研究 I
摘要 III
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ANSYS软件简介 26
巷道锚杆支护数值模拟分析 26
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致谢 45
参考文献 46
摘要
我国有着非常丰富的煤炭资源,但在煤矿地质条件复杂多变的情况下,煤岩层受地质应力的作用会产生很多断裂、褶曲等构造,而处于这些构造带中的巷道,由于岩层节理裂隙发育,尤其是层间错动带、以及受岩浆入侵而形成的挤压破碎带等,这些地带围岩通常比较离散破碎,围岩的松动范围较大,巷道维护困难,此问题一直困扰着矿山巷道的安全及使用。
离散性破碎岩体是指分布有多组节理裂隙从而被切割成大小不一的碎裂块体的岩石。本文以离散性破碎围岩为研究对象,针对这种离散破碎围岩在构造上呈现的非连续性,分析研究了离散破碎岩体的稳定性及其失稳后的移动变化规律,建立了离散破碎围岩岩体力学结构模型并对其稳定性进行分析,最后结合国内外围岩锚杆支护控制机理提出了适合这类围岩的控制方法,分析研究了锚杆支护结构体变形破坏机理,采用岩体变形破坏的最大变形研究方法分析确定了支护结构体的破坏警戒值;在理论分析计算的基础上,通过数值模拟对不同的锚杆支护方案进行了模拟比较,最终确定了合理的巷道支护方案并应用于实践工程,技术经济效果显著。
本文不仅探讨研究出一套适离散性破碎围岩控制的技术方案和设计参数,解决了研究对象的工程实际问题,还在离散性破碎围岩控制技术研究的基础理论和方法方面取得一些进展,并初步建立了离散性破碎围岩稳定性及其控制研究的基本框架和技术方法体系,对我国巷道围岩控制技术的不断提高和完善具有一定的促进作用。
关键词:离散围岩,围岩控制,锚杆支护,数值模拟
Abstract
Our country has a very rich coal resources, but in coal mine geological conditions of plex and changeable circumstances, coal strata by geological stress the role of fracture, can produce many such fold-the structures, in these structural belt of roadway, because rock joints and fissures development, especially the interlayer rupture zone, and is influenced by the magma intrusion and form of extrusion tape, etc, these zones of surrounding rock is usually discrete breakage and surrounding rock is larger, the loose range roadway maintenance difficulties, the problem has been bothering mine roadway road safety and use. Discreteness broken rock refers to distribution with multiple joints and fissures and be cut into variably-sized fractured blocks of the rocks. Taking discrete