锚固法修复高应力软岩巷道

锚固法修复高应力软岩巷道

一、锚注法修复高应力软岩巷道(论文文献综述)

魏夕合,蒋敬平[1](2019)在《高强中空锚杆/索结构及全锚注技术研究》文中研究指明针对高应力、软岩、动压、裂隙节理破碎岩体及其复合型困难条件巷道围岩非连续、非协调大变形控制难题,提出了复杂困难条件巷道高强全锚注一体化控制理念,通过采用高强中空注浆锚杆、中空注浆锚索及高强护表构件全锚注支护,实现了锚杆索锚注一体化、全长锚固及围岩自承能力提质增强,最终形成巷道围岩"协同强力护表、叠加内拱、深外拱"多层次、梯次强化支承结构;试验表明:高强全锚注支护系统刚度提高5.8倍,抗剪强度提高0.5~0.8倍,在全国多个矿区沿空掘巷、高应力软岩煤巷等各种类型巷道应用效果良好,围岩变形破坏得到有效控制,提高了破碎煤岩体锚杆锚固力及锚固安全性与可靠性。

张成浩[2](2019)在《基于煤系泥岩孔裂隙三维表征的纳米型浆液扩散规律研究》文中研究表明泥质软岩普遍存在于矿山、水利、隧道、地铁等岩土工程中,具有遇水易膨胀、泥化、崩解等特点,严重威胁工程的安全稳定性。针对泥质软岩巷道的掘进与支护难题,本文从淮北矿区涡北矿81煤底板泥岩矿组成分、细微观形态、孔隙结构、纳米型浆材硅溶胶的注浆特性等基础参数测试出发,分析了泥质软岩软化及困难防渗加固原因,对比了纳米型浆液硅溶胶与水泥基材料的可注性差异。通过高分辨三维X射线显微成像系统扫描了泥岩样品,重构得出了泥岩的真实三维孔裂隙结构,并进行了数字岩心物理实验。将泥岩的真实三维孔裂隙结构导入了COMSOL Multiphysics有限元仿真软件,模拟分析了硅溶胶注浆浆液扩散规律并通过人造岩心注浆实验进行了验证。提出了泥质软岩巷道分区多粒度注浆防渗加固方法,并针对具体泥岩巷道,进行了防渗加固与注浆效果监测方案的设计,得出的主要结论如下:(1)淮北81煤底板泥岩主要矿物为石英和粘土矿物高岭石、伊利石,泥岩样品孔隙度为2.2%,表面微裂隙发育,微纳米级孔裂隙的存在是泥质软岩巷道难以防渗加固的症结之一。硅溶胶在泥岩中理论最小可注宽度为188.01 nm,其理论上可注入47.68%的泥岩孔裂隙中,可注性能远高于水泥基材料。(2)使用矩量保持法确定了泥岩CT图像的阈值并对样品进行了分割,提取出了孔裂隙。泥岩样品中多为长条片状的裂隙和零星分布的小孔裂隙,具有明显非均质性和空间异质性,局部孔隙连通性和渗透率相差较大。(3)浆液流动首先选择孔隙半径大、距离出口较短的途径。不同注浆速度下,浆液的流动半径基本相同,均在截面缩小的似圆管状的两裂隙处停止流动,但随着注浆速度的提高,入口处浆液压力不断提高,当注浆速度高于0.05 mm/s,浆液压力成直线上升,会给工程现场注浆设备带来严重负担。人造岩心的注浆扩散过程表明,注入端会存在滤饼效应,注入过程存在浆液滞留效应,由于滤饼的存在,硅溶胶被堵塞在注入端,且注浆压力越大越易形成滤饼,低压慢渗注入低渗透岩石中具备一定可行性。根据上述研究成果,提出了一种泥质软岩巷道注浆防渗加固方法,该方法的核心是巷道开挖后表面及时喷射混凝土,复喷硅溶胶,浅孔注水泥浆,深孔低压注硅溶胶。从而在巷道表面、巷道围岩深部形成两层防渗层及浅部水泥浆加固层,理论上可在一定程度上解决泥质软岩巷道软化流变大变形支护难题。该论文有图55幅,表6个,参考文献97篇。

王泽陆[3](2014)在《高应力软岩巷道支护技术的研究与应用》文中研究说明随着我国浅部煤层资源的日益枯竭和市场对煤炭资源需求的持续,煤炭开采将逐步向深部发展已经成为一种必然趋势。软岩巷道的稳定性控制,一直是煤矿支护的薄弱环节,困扰着煤矿开采,且随着采深的增加,这一问题就更加严重。因此,加强深部软岩巷道支护技术研究对我国进一步开发利用深部煤炭资源具有重要意义。本文针对桃园煤矿软岩巷道支护中出现的诸多问题,结合国内外深部软岩巷道研究现状,在对软岩巷道变形破坏机理和锚注支护机理的系统论述的基础上,采用理论分析、数值模拟研究以及现场实践监测相结合的综合研究手段,对软岩巷道围岩变形破坏特征、控制技术进行了深入研究,得出了以下主要结论:1.在系统研究了软岩的定义、分类、力学属性、工程特性的基础上,对软岩巷道的破坏特征及其破坏机理进行了分析,提出了以锚注为主的联合支护是解决软岩巷道支护的一个重要途径。2.系统阐述了围岩松动圈理论,对围岩松动圈尺寸进行准确判定并分类可为巷道围岩采取合理的支护形式以及支护参数设计提供依据;研究了锚注支护机理、注浆加固作用,软岩巷道支护成败的关键是能否控制住巷道围岩塑性圈发展,而围岩塑性圈的形成受围岩强度和围岩应力的共同作用,通过注浆改变围岩应力状态和提高围岩自身承载能力是控制围岩松动圈发展的根本办法;分析了锚注支护与围岩的共同作用,理论推导得出了围岩破碎区、塑性区、弹性区的应力以及边界公式。3.采用flac3d数值模拟软件分别对无支护条件开挖、采用锚网喷支护方案和以锚注为主的联合支护方案进行了模拟研究,分别从围岩垂直位移分布特征、水平位移分布特征、围岩塑性区和应力场变化以及支护结构受力变化等方面进行了对比分析,验证了以锚注为主的支护设计方案的合理性。4.对巷道围岩表面位移、深部位移、锚杆锚固力变化进行了现场监测,与数值模拟结果进行了对比,结果表明,采取以锚注为主的联合支护体系可以很好地将围岩注浆与传统支护结合起来,实现支护和围岩共同承载,使整个巷道受力更加均匀,更好地维护了巷道稳定,成功地解决了高应力软岩巷道的支护难题。

李正立[4](2014)在《考虑损伤及应变软化特性的巷道围岩变形破坏机理研究》文中研究表明随着易开采矿产资源的减少,在更加恶劣地质环境下采煤对巷道围岩稳定性的维护提出了更高的要求。高地应力复杂地质条件下巷道围岩可能存在抗压强度低,易破碎,峰后粘聚力降低等软岩性质。巷道围岩稳定性维护和支护方案选择都需要考虑到软岩巷道围岩存在的这种峰前损伤和峰后软化特性。本文以袁店103采区断层内巷道为研究背景,运用理论推导、数值模拟等研究方法,通过有限差分软件FLAC3D开发相应的岩石力学模型,对深部软岩巷道变形破坏机理及支护控制进行了研究,主要成果如下:(1)根据断裂力学理论推导了岩石进入损伤的阀值,并且改进了能够描述岩石弹性模量损伤程度的损伤变量,从而建立了描述岩石峰前宏观损伤特征的力学模型。(2)运用简化的粘聚力应变软化模型就圆形巷道问题,推导了弹性区、塑性区相应的围岩应力和位移解析解。进而分析了峰后围岩应变软化特性对巷道变形破坏特征的影响。(3)运用FLAC3D软件进行了峰前损伤和峰后软化模型二次开发,并就标准圆柱试件进行拉压数值模拟试验,从而验证模型的合理可靠性。(4)分析了考虑峰前损伤以及不同损伤阀值和损伤变量对巷道变形破坏特征的影响。研究了不同支护方案对巷道围岩损伤及变形控制的作用效果。(5)研究了不同注浆时机下考虑围岩峰后软化特性的围岩破坏特征。验证了注浆时机对控制巷道最终变形的重要性,进而探求了巷道的最佳注浆支护时机。

孟德军[5](2013)在《杨庄矿软岩巷道钢管混凝土支架支护理论与技术研究》文中提出根据软岩巷道支护实践,总结提出了软岩巷道支护设计新方法,即:以软岩巷道围岩的五种力学条件为依据,将围岩划分为三种类型,全面进行支护技术、断面形状、让压方式和承载能力的设计。建立了扰动作用下软岩巷道围岩稳定性理论与判据,设计了椭圆形和浅底拱圆形等多种巷道与支架断面形状,归纳分析了软岩巷道可采用的多种让压方式。针对杨庄煤矿三水平南大巷软岩巷道,选择椭圆形巷道断面,设计了基于钢管混凝土支架的复合支护方案。分析提出了支架侧向抗弯能力校核和支架核心混凝土强化速度校核的设计方法,提出了支架抗弯强化的技术方案。采用数值模拟分析方法,分析了杨庄煤矿三水平南大巷软岩支护的巷道稳定性。进行了现场钢管混凝土支架支护实验,监测了巷道变形和支架载荷。实验结果表明:巷道稳定性良好。

刘国磊[6](2013)在《钢管混凝土支架性能与软岩巷道承压环强化支护理论研究》文中进行了进一步梳理本文针对软岩巷道难支护和钢管混凝土支架的相关问题,通过理论分析、实验室测试、数值模拟和现场实验研究了钢管混凝土支架性能、软岩巷道承压环强化支护理论及技术。分析了钢管混凝土支架结构特征,对钢管混凝土短柱强度进行了理论分析和实验室试验,推导了钢管混凝土圆弧拱抗弯能力的计算公式,提出了抗弯强化措施并进行了理论推导和实验室试验。通过实验室测试得出了Φ194×8和Φ168×6型浅底拱圆形钢管混凝土支架的极限承载能力。建立了不同围岩条件下承压环强化力学模型,并对其围岩控制效果进行了分析,指出软弱围岩时需在围岩内和巷道开挖空间内进行承压环强化,极软弱围岩时需在巷道开挖空间内重建承压环。分析了北皂煤矿巷道围岩的力学参数、水理性质和地应力场,依据承压环强化支护理论设计了以钢管混凝土支架为主体的极软弱围岩巷道支护方案,施工后的矿压监测结果说明巷道围岩稳定。

孙闯[7](2013)在《深部节理岩体应变软化行为及围岩与支护结构相互作用研究》文中提出在深部开采工程中,节理岩体普通存在。由于深部节理岩体处于复杂、高应力的工程地质环境,深部围岩表现出的力学特性与浅部围岩相比往往具有很大的差异,深部巷道支护结构稳定性、围岩-支护相互作用关系等都已成为深部工程支护设计中面临的新难题,所以,深入了解深部节理岩体破坏过程中的非线性行为对于工程设计具有重要的指导意义。然而,由于深部节理岩体具有强烈的非均质性、各向异性,提出一个能够充分表达各类岩体非线性力学行为的本构模型是十分困难的,特别是反映节理岩体的峰值后行为(如应变软化及扩容行为等)更加困难。针对以上问题,在前人研究成果的基础上,探讨了深部节理岩体的破坏机制及强度劣化特性;以Hoek-Brown准则为基础,将量化的GSI围岩评级系统与宏观连续介质理论之间建立联系,构建了深部节理岩体等效应变软化模型;以FLAC3D有限差分软件为工具,对比分析了不同本构模型条件下的深部巷道工作面空间约束效应;研究了不同GSI指标的深部围岩应变局部化特征;对非线性剪胀角模型进行改进,提出适用于深部节理岩体的非线性剪胀角模型;根据可缩性U型钢支架的受力特点,构建了可缩性U型钢支架的支护特征曲线;以节理岩体应变软化模型为基础,通过建立深埋巷道三维数值模型,计算围岩特征曲线与支护结构特征曲线,研究了节理岩体应变软化模型、非线性剪胀角模型对围岩-支护相互作用的影响,并得出以下重要结论:(1)构建了考虑围压影响的节理岩体等效应变软化模型,该模型可以较为合理的表达围岩应力释放过程中节理岩体强度逐渐劣化的过程;(2)通过对围岩-支护相互作用关系的计算可知,巷道在开挖过程中,无论是恒定(包括剪胀角为零)剪胀角还是非线性剪胀角模型,当距离工作面相同位置施作支护结构时,支护结构所承受的围岩压力基本相同,即岩体剪胀角对围岩空间约束效应影响很小;(3)构建的可缩性U型钢支架支护特征曲线,能够较为合理的反应U型钢支架的受力变形特点,围岩稳定性评价结果与现场实际情况相符,研究成果可为类似支护结构设计及稳定性验算提供参考;(4)将收敛-约束法应用于深埋水平巷道及竖井围岩稳定性评价中,结合现场应用情况可以看出,收敛-约束法能够较为客观的反映围岩-支护相互作用关系,能够直观的评价支护系统的稳定性,可以为类似矿山建设和开采设计提供参考。

李学彬[8](2012)在《钢管混凝土支架强度与巷道承压环强化支护理论研究》文中研究说明本文结合局部补强和工程条件设计了井下灌注式钢管混凝土支架注浆孔的三项补强措施及其参数,通过短柱轴压试验和数值模拟分析补强措施的补强作用机理并优化部分补强参数,以弥补短柱注浆孔侧的强度损失。采用极限平衡理论和短柱轴压试验分析钢管混凝土短柱的承载能力,并通过整体支架承压试验和数值模拟对钢管混凝土支架的力学特性以及巷道支护中支架与巷道围岩的关系进行分析。通过弹塑性力学确立巷道承压环强化支护理论的力学模型,确定三种支护方式的权重系数,并通过理论分析和数值模拟进一步分析三种支护方式对圆形深井软岩巷道承压环的强化支护作用。根据查干淖尔矿主斜井泥岩段膨胀性软岩的围岩地质条件,结合巷道承压环强化支护理论和现场经验,设计浅底拱圆形和椭圆形钢管混凝土支架支护方案,通过数值模拟和现场监测表明钢管混凝土支架支护方案满足煤矿巷道支护要求,验证了钢管混凝土支架的优越性和巷道承压环强化支护理论的适用性。

李景涛[9](2012)在《东荣二矿回采巷道破碎围岩锚注支护技术研究》文中研究说明随着煤炭资源的减少和匮乏,目前煤矿开采深度逐渐增加,因而伴随深部开采应力的出现,巷道围岩状态已由浅部的稳定状态向变形严重甚至破碎转变。本文以东荣二矿回采巷道破碎围岩加固技术为工程背景,在对东荣二矿回采巷道现有支护状况的调查分析的基础上,对破碎巷道的破坏机理及支护技术进行研究,并对回采巷道破碎围岩的加固机理进行了深入研究,提出采用以“探、注、锚”相结合的支护工艺。在东荣二矿南二下采区回采巷道破碎围岩进行了锚注加固技术的工程应用,解决了该矿回采巷道支护问题。不仅为东荣二矿安全生产提供了技术保障,也为煤矿安全开采、围岩巷道支护提供了较完备的技术方法和工艺组合,为破碎巷道围岩控制提出了新的技术及观念。该项技术的应用将提高破碎围岩巷道掘进速度,降低巷道的掘进费用和维护费用,经济效益显着。

张学生[10](2011)在《济矿集团阳城煤矿深井巷道软弱破碎围岩平衡支护技术与应用》文中认为济宁矿业集团阳城煤矿自投产以来,一直受到破碎软弱围岩巷道支护问题的困扰。某些地段的巷道出现底鼓、两帮内移、拱顶下沉破坏,导致了巷道大量维修或实施二次加固,增加了矿井的生产成本,也使矿井接续紧张。目前,矿井正着手深部的开拓延伸工程,随着开采深度的进一步加大,软弱破碎围岩支护难度大的问题势必越来越严重。因此,针对阳城煤矿的深部软弱破碎围岩支护问题的研究势在必行。本文以理论分析,数值模拟,工程实践为手段对深井软弱破碎围岩的支护问题展开研究。结合多年的锚杆支护经验,从锚杆应用和锚杆支护设计两方面分析了现有锚杆支护技术的不足,提出新型锚杆系统设计理念。在此基础上,提出了新型平衡支护的思想,阐述了平衡支护的基本观点,详细分析了围岩与支护体相互作用的机理,并讨论平衡支护系统设计的关键问题。论文运用FLAC3D数值模拟软件对破碎软弱围岩巷道受力及变形状况进行了仿真模拟,建立了-650大巷及-920水平车场巷道模型,模拟巷道围岩在初始开挖状态和支护状态下的应力位移情况,以便寻找巷道的支护关键点。在此基础上,结合平衡支护新理念以及多年支护经验,提出了适合各巷道围岩情况的支护系统设计方案,并将其应用于井下巷道支护实践。现场观测表明,巷道围岩控制效果好,方案适应性强。本次研究揭示了软弱破碎围岩与支护体间相互作用的机理,设计了一套有效可行的支护系统,基本解决了阳城煤矿软弱破碎岩体巷道的支护问题,既节省了巷道支护及维修费用,又保障了矿井正常采掘接续,具有显着的经济效益和社会效益。

二、锚注法修复高应力软岩巷道(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、锚注法修复高应力软岩巷道(论文提纲范文)

(1)高强中空锚杆/索结构及全锚注技术研究(论文提纲范文)

0前言
1 高强中空锚杆/索结构与原理
    1.1 热轧厚壁中空注浆锚杆结构与原理
    1.2 高强中空注浆锚索结构与原理
2 高强锚注支护应用实例分析
3 结语

(2)基于煤系泥岩孔裂隙三维表征的纳米型浆液扩散规律研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 研究内容与技术路线
2 煤系泥岩及硅溶胶基本性质实验
    2.1 煤系泥岩基本性质测试
    2.2 硅溶胶基本性能测试分析
    2.3 本章小节
3 煤系泥岩孔裂隙三维表征
    3.1 高分辨三维X射线显微成像
    3.2 煤系泥岩三维重构
    3.3 数字岩石物理实验
    3.4 本章小节
4 硅溶胶注浆泥岩浆液扩散规律
    4.1 硅溶胶注浆扩散模拟
    4.2 硅溶胶注浆渗流实验
    4.3 本章小节
5 泥质软岩巷道分区多粒度的注浆防渗加固方法
    5.1 方法概述
    5.2 具体方法
    5.3 可行性分析
    5.4 泥质软岩巷道防渗加固设计与监测方案
    5.5 本章小节
6 结论
参考文献
作者简历
学位论文数据集

(3)高应力软岩巷道支护技术的研究与应用(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 问题的提出
    1.2 深部软岩巷道支护理论的研究现状
        1.2.1 国内研究现状
        1.2.2 国外研究现状
    1.3 国内外软岩巷道支护技术发展
        1.3.1 U 型可缩性支架支护
        1.3.2 锚杆支护技术
    1.4 研究内容及方法
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 研究方法
        1.4.3 研究技术路线
第二章 深部高应力软岩巷道变形破坏机制研究
    2.1 软岩的定义及其特性
        2.1.1 软岩的定义
        2.1.2 软岩分类
        2.1.3 软岩的力学属性和工程特性
    2.2 深部高应力软岩巷道变形破坏机理
    2.3 深部高应力软岩巷道变形破坏特征
    2.4 软岩巷道支护原则
第三章 围岩松动圈理论与锚注支护机理研究
    3.1 围岩松动圈理论
        3.1.1 围岩松动圈的形成过程
        3.1.2 围岩松动圈的影响因素
        3.1.3 围岩松动圈的性质
        3.1.4 围岩松动圈的分类
    3.2 锚注支护机理
    3.3 注浆加固作用分析
    3.4 锚注支护和围岩共同作用分析
        3.4.1 弹性区(111)的应力及位移
        3.4.2 塑性软化区(Ⅱ 区)的应力和位移
        3.4.3 残余强度区的应力和位移
        3.4.4 求解半径
        3.4.5 在残余应力区注浆后的应变、位移和应力
        3.4.6 注浆区的位移和应力
        3.4.7 位移、应力与锚注参数的关系
        3.4.8 结论
第四章 软岩巷道支护数值模拟
    4.1 支护参数的确定
        4.1.1 锚杆参数的确定
        4.1.2 锚注参数的确定
    4.2 支护方案
    4.3 支护方案数值模拟研究
        4.3.1 FLAC 程序简介
        4.3.2 数值模型的建立原则
        4.3.3 数值模型使用的屈服法则
        4.3.4 模拟方案
        4.3.5 几何模型
        4.3.6 检测点布置
        4.3.7 数值模拟结果分析
    4.4 本章小结
第五章 软岩巷道锚注支护工程实践
    5.1 工程概况
    5.2 监测目的
    5.3 监测原则
    5.4 监测内容以及监测仪器
    5.5 监测断面和测点的布置
        5.5.1 监测断面的布置
        5.5.2 测点的布置以及观测原理
        5.5.3 监测结果与分析
        5.5.4 数值模拟结果与现场监测结果的对比分析
    5.6 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
作者简介

(4)考虑损伤及应变软化特性的巷道围岩变形破坏机理研究(论文提纲范文)

论文审阅认定书
致谢
摘要
Abstract
图清单
表清单
变量注释表
1 绪论
    1.1 课题研究目的及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 研究目标与内容
    1.4 研究方法和技术路线
2 岩石峰前等效弹性损伤模型研究
    2.1 概述
    2.2 经典岩石损伤模型介绍
    2.3 等效弹性损伤模型损伤阀值研究
    2.4 等效弹性损伤模型损伤变量研究
    2.5 岩石等效弹性损伤本构模型的数值实现
    2.6 本章小结
3 岩石峰后应变软化模型研究
    3.1 概述
    3.2 岩石三轴压缩试验研究与结果分析
    3.3 基于应变软化模型的巷道围岩弹塑性分析
    3.4 不同物理力学参数对围岩力学特性影响研究
    3.5 岩石应变软化模型的数值实现
    3.6 本章小结
4 考虑峰前损伤的巷道变形和支护效果数值研究
    4.1 概述
    4.2 工程背景及模型描述
    4.3 等效弹模损伤模型应用于巷道围岩效果分析
    4.4 考虑峰前损伤的巷道围岩力学特性分析
    4.5 不同损伤参数对巷道变形破坏影响分析
    4.6 不同支护方案对巷道变形和损伤控制效果分析
    4.7 本章小结
5 考虑峰后应变软化的巷道注浆支护作用数值研究
    5.1 概述
    5.2 深部软岩巷道注浆支护机理分析
    5.3 软岩巷道不同注浆时机注浆支护效果数值分析
    5.4 实际施工步骤和效果
    5.5 本章小结
6 结论和展望
    6.1 主要结论
    6.2 存在的问题及研究展望
参考文献
附录
作者简历
学位论文数据集

(5)杨庄矿软岩巷道钢管混凝土支架支护理论与技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
详细摘要
Detailed Abstract
1 引言
    1.1 选题背景与研究意义
    1.2 软岩巷道支护理论综述
    1.3 钢管混凝土支架研究综述
        1.3.1 钢管混凝土的理论及规程
        1.3.2 钢管混凝土在土木工程中的研究及应用现状
        1.3.3 钢管混凝土支架在煤矿软岩巷道支护中的应用及理论研究
    1.4 研究思路、技术路线及主要工作
        1.4.1 研究思路
        1.4.2 技术路线及主要工作
        1.4.3 论文主要创新点
2 软岩巷道支护设计方法与围岩稳定性理论研究
    2.1 软岩巷道支护设计方法研究
        2.1.1 软岩巷道围岩的力学特征
        2.1.2 软岩类型划分
        2.1.3 软岩巷道支护设计的四大要素
    2.2 软岩巷道围岩稳定性理论研究
        2.2.1 研究内容研究方法与传统强度理论
        2.2.2 软岩应力场稳定性理论
        2.2.3 关于软岩应力场稳定性理论μ的分析
    2.3 软岩巷道的断面形状与让压方式
        2.3.1 软岩巷道的断面形状
        2.3.2 软岩巷道的让压方式
    2.4 本章小结
3 杨庄煤矿软岩巷道围岩力学条件及围岩荷载研究
    3.1 煤矿地质开采条件
        3.1.1 杨庄煤矿概况
        3.1.2 杨庄煤矿地质概况
        3.1.3 三水平南大巷地质概况
        3.1.4 三水平南大巷水文地质条件
    3.2 杨庄煤矿井下现场地应力测量
        3.2.1 杨庄煤矿地应力测试的目的与意义
        3.2.2 空心包体应力计测量地应力的原理与方法
        3.2.3 杨庄煤矿地应力测量前期准备和工作计划
        3.2.4 地应力测量地点选择
        3.2.5 测量结果
        3.2.6 地应力测量分析
    3.3 巷道围岩岩石强度等力学参数测定
        3.3.1 测试内容
        3.3.2 试件采样基本要求
        3.3.3 试件测试结果
    3.4 巷道围岩岩石矿物成分与水理性质测试
        3.4.1 岩石矿物成分测试方法
        3.4.2 杨庄煤矿三水平南大巷粘土矿物成分分析结果
        3.4.3 岩石水理性质测试成果
        3.4.4 支护设计的针对性措施
    3.5 原有支护方式及其巷道破坏原因分析
    3.6 巷道支护载荷理论分析
        3.6.1 围岩荷载计算
        3.6.2 普氏理论计算
        3.6.3 芬纳公式理论计算
    3.7 本章小结
4 钢管混凝土支架支护方案设计
    4.1 钢管混凝土支架的力学特性
    4.2 支架侧向抗弯强度与硬化速度校核理论
        4.2.1 钢管混凝土支架侧向抗弯强度校核
        4.2.2 核心混凝土硬化速度校核
    4.3 钢管混凝土支架型号与断面设计
        4.3.1 支架钢管选型
        4.3.2 防止压杆失稳设计
        4.3.3 支架结构与形状设计
        4.3.4 接头套管连接设计
    4.4 基于钢管混凝土支架的巷道复合支护方案
    4.5 复合支护方案支护能力计算
        4.5.1 钢混支架短柱承载能力计算
        4.5.2 钢管混凝土支架的承载能力计算过程
        4.5.3 支架支护反力计算
        4.5.4 锚杆支护能力的计算
    4.6 支护方案中支架侧向抗弯强度与硬化速度校核
        4.6.1 支架侧向抗弯强度校核
        4.6.2 钢管混凝土支架强度时间校核
    4.7 钢管混凝土支架支护施工工艺
        4.7.1 空钢管支架架设工序
        4.7.2 灌注钢管支架混凝土的工序
        4.7.3 施工中可能存在的风险
        4.7.4 针对风险制定相应的措施
    4.8 巷道围岩注浆方案设计
        4.8.1 注浆钻孔布置
        4.8.2 注浆设备与注浆管路
        4.8.3 注浆材料与注浆参数
        4.8.4 注浆准备工作
    4.9 本章小结
5 杨庄煤矿软岩巷道稳定性数值分析研究
    5.1 南大巷工程概况
    5.2 数值模拟计算
        5.2.1 巷道模型建立
        5.2.2 原巷道支护方式数值分析
        5.2.3 改进支护方式的数值分析
    5.3 杨庄煤矿三水平南大巷软岩巷道围岩稳定性验算
    5.4 本章小结
6 软岩巷道钢管混凝土支架支护矿压监测与应用研究
    6.1 软岩巷道钢管混凝土支架支护矿压监测目的
    6.2 巷道数据观测内容和方案设计
        6.2.1 第一阶段的数据监测
        6.2.2 第二阶段的数据监测
    6.3 巷道数据监测结果
        6.3.1 第一阶段的数据监测结果
        6.3.2 第二阶段的数据监测结果
    6.4 本章小结
7 结论和展望
    7.1 主要结论
    7.2 本文主要创新点
    7.3 展望
参考文献
致谢
作者简介
在校期间参加的科研项目及实践

(6)钢管混凝土支架性能与软岩巷道承压环强化支护理论研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
详细摘要
Detailed Abstract
1 绪论
    1.1 选题背景及研究意义
    1.2 软岩巷道围岩变形机理及支护技术研究综述
    1.3 钢管混凝土支架研究综述
    1.4 主要研究内容及研究方法
2 钢管混凝土支架结构与钢管混凝土短柱强度分析
    2.1 钢管混凝土支架概述
    2.2 钢管混凝土支架结构分析
        2.2.1 支架断面形状
        2.2.2 支架间采用多顶杆结构
    2.3 钢管混凝土短柱强度分析
    2.4 钢管混凝土短柱强度试验研究
        2.4.1 试验方案
        2.4.2 试验结果分析
    2.5 钢支架抗扭转屈曲能力分析
    2.6 小结
3 钢管混凝土支架圆弧拱抗弯能力研究
    3.1 钢管混凝土支架圆弧拱抗弯能力理论计算
        3.1.1 钢管混凝土圆弧拱抗弯能力理论计算条件
        3.1.2 钢管混凝土圆弧拱极限抗弯能力计算
        3.1.3 钢管混凝土直梁抗弯能力计算
    3.2 钢管混凝土支架圆弧拱抗弯能力强化措施与理论计算
        3.2.1 钢管混凝土支架圆弧拱抗弯能力强化措施
        3.2.2 钢管混凝土支架圆弧拱抗弯能力强化理论计算
    3.3 钢管混凝土支架圆弧拱抗弯试验研究
        3.3.1 试验方案
        3.3.2 试验结果分析
    3.4 钢管混凝土支架结构设计要点和建议
    3.5 小结
4 钢管混凝土支架承载性能试验研究
    4.1 钢管混凝土支架承载能力计算
        4.1.1 钢管混凝土支架承载力计算
        4.1.2 支架支护反力计算
    4.2 钢管混凝土支架承载力试验设计
        4.2.1 实验目的
        4.2.2 实验内容
        4.2.3 试件设计
        4.2.4 试验平台设计
        4.2.5 测试内容
        4.2.6 实验方法与步骤
    4.3 试验结果分析
        4.3.1 Φ194×8 型钢管混凝土支架试件试验结果分析
        4.3.2 Φ168×6 型钢管混凝土支架试件试验结果分析
    4.4 小结
5 基于不同围岩条件的巷道承压环强化支护理论研究
    5.1 软岩巷道围岩变形应力状态分析
        5.1.1 弹性应力状态分析
        5.1.2 弹塑性应力状态分析
    5.2 软岩巷道承压环强化支护理论概述及研究进展
    5.3 承压环强化力学模型
        5.3.1 巷道围岩分类
        5.3.2 中硬围岩条件下围岩内承压环强化力学模型
        5.3.3 软弱围岩条件下围岩内和巷道开挖空间内承压环强化力学模型
        5.3.4 极软弱围岩条件下巷道开挖空间内承压环强化力学模型
    5.4 不同围岩条件下承压环强化模型的作用机理及支护效果分析
        5.4.1 数值模型的建立
        5.4.2 中硬围岩条件下承压环强化模型
        5.4.3 软弱围岩条件下承压环强化模型
        5.4.4 极软弱围岩条件下承压环强化模型
    5.5 小结
6 软岩巷道钢管混凝土支架支护方案设计与工程实践
    6.1 工程地质概况
        6.1.1 矿井概况
        6.1.2 海域二采区回风上山工程地质概况
        6.1.3 周围巷道支护参数及破坏情况分析
    6.2 巷道围岩地质力学参数测试
        6.2.1 岩石力学参数测试
        6.2.2 岩石水理性质测试
        6.2.3 岩石成分分析
        6.2.4 岩石微观结构
        6.2.5 地应力测量
    6.3 钢管混凝土支架支护方案设计
        6.3.1 钢管混凝土支架结构设计
        6.3.2 支架连接设计
        6.3.3 混凝土配比
        6.3.4 支架壁后碹体支护设计
    6.4 支护结构体承载能力计算
        6.4.1 钢管混凝土支架短柱承载力计算
        6.4.2 支架承载能力计算
        6.4.3 混凝土碹体承载能力
    6.5 钢管混凝土支架支护施工工艺
    6.6 工程施工与巷道围岩及支架变形监测
        6.6.1 工程施工
        6.6.2 钢管混凝土支架受力观测
        6.6.3 钢管混凝土支架及巷道围岩变形观测
    6.7 小结
7 主要结论与创新点
    7.1 主要结论
    7.2 主要创新点
    7.3 讨论
参考文献
致谢
作者简介

(7)深部节理岩体应变软化行为及围岩与支护结构相互作用研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究目的和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 连续介质理论应变软化研究
        1.2.2 节理岩体应变软化研究
        1.2.3 节理岩体扩容行为研究
        1.2.4 围岩与支护结构相互作用研究
    1.3 本文的研究方法
    1.4 本文主要研究内容
    1.5 论文研究思路
    1.6 论文创新点
2 深部节理岩体强度参数确定方法研究
    2.1 工程岩体分类方法
    2.2 地质强度指标 GSI 围岩评级系统
    2.3 深部节理岩体峰后强度参数确定方法研究
    2.4 深部节理围岩现场原位观测分析
    2.5 本章小结
3 深部节理岩体等效应变软化模型研究
    3.1 基于连续介质理论的岩体应变软化本构模型
        3.1.1 Mohr-Coulomb 强度准则
        3.1.2 Mohr-Coulomb 应变软化模型
        3.1.3 Hoek-Brown 强度准则
        3.1.4 Hoek-Brown 应变软化模型
    3.2 基于弹塑性分析的等效 Mohr-Coulomb 屈服准则
    3.3 基于 GSI 的节理岩体应变软化行为
    3.4 深部节理岩体等效应变软化模型
    3.5 深部节理岩体应变软化模型的数值实现
    3.6 本章小结
4 深部节理围岩应变软化特性数值模拟研究
    4.1 应变软化条件下巷道开挖面空间约束效应研究
        4.1.1 数值模型及参数
        4.1.2 计算结果分析
    4.2 节理岩体应变局部化及分区破裂现象研究
        4.2.1 岩体应变局部化理论分析
        4.2.2 数值计算模型及参数
        4.2.3 计算结果分析
    4.3 节理岩体扩容行为研究
        4.3.1 岩体剪胀规律分析
        4.3.2 基于 GSI 的节理岩体非线性剪胀角模型
        4.3.3 剪胀角变化规律的数值模拟分析
    4.4 应变软化条件下锚杆结构受力特性研究
        4.4.1 数值模型
        4.4.2 计算结果分析
    4.5 本章小结
5 基于节理岩体应变软化模型的围岩–支护相互作用研究
    5.1 收敛-约束法基本原理
    5.2 围岩特征曲线与支护特征曲线
    5.3 围岩-支护相互作用关系研究
        5.3.1 节理岩体应变软化行为对围岩–支护相互作用影响
        5.3.2 不同巷道形状围岩-支护相互作用关系
        5.3.3 应变局部化对围岩特征曲线影响分析
        5.3.4 扩容行为对围岩–支护相互作用影响
    5.4 本章小结
6 深部节理围岩稳定性分析
    6.1 工程概况
        6.1.1 地表情况
        6.1.2 地层特征
        6.1.3 煤岩层情况
    6.2 巷道支护设计及现场破损情况
    6.3 数值计算模型及参数
        6.3.1 数值模型
        6.3.2 计算模型参数
    6.4 计算结果分析
    6.5 现场施工与围岩变形监测
    6.6 本章小结
7 深部断层破碎带立井围岩与支护结构稳定性分析
    7.1 工程概况
    7.2 井壁破损状况及原因分析
    7.3 现场观测方法及岩体强度参数的确定
    7.4 支护结构参数确定
    7.5 数值模型
    7.6 计算结果分析
    7.7 支护效果
    7.8 本章小结
8 结论
    8.1 主要结论
    8.2 展望
参考文献
附录 A MATLAB 程序
作者简历
学位论文数据集
附表

(8)钢管混凝土支架强度与巷道承压环强化支护理论研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
详细摘要
Detailed Abstract
1 绪论
    1.1 论文选题背景和意义
    1.2 软岩巷道支护理论综述
    1.3 钢管混凝土支架研究综述
        1.3.1 钢管混凝土的理论及规程
        1.3.2 钢管混凝土支架在地下支护中的研究
    1.4 圆柱壳开孔补强的研究
    1.5 研究内容及创新点
        1.5.1 研究内容
        1.5.2 主要创新点
2 钢管混凝土注浆孔短柱补强措施轴压试验分析
    2.1 钢管混凝土注浆孔补强设计
        2.1.1 开孔补强的设计
        2.1.2 补强措施
    2.2
        2.2.1 试验目的
        2.2.2 钢管选型设计
        2.2.3 混凝土配合比设计
    2.3 钢管混凝土注浆孔短柱试验过程
        2.3.1 试件制作
        2.3.2 测试内容与测试方案
        2.3.3 试验设备与加载方式
    2.4 钢管混凝土注浆孔短柱试验成果分析
        2.4.1 混凝土试块单轴压缩试验结果与分析
        2.4.2 空钢管注浆孔短柱试件轴压试验结果分析
        2.4.3 钢管混凝土注浆孔短柱试件补强措施试验分析
    2.5 本章小结
3 钢管混凝土注浆孔短柱补强措施数值分析
    3.1 ABAQUS简介
        3.1.1 ABAQUS基本功能
        3.1.2 钢管混凝土结构模拟基础
    3.2 数值模型建立
    3.3 空钢管注浆孔短柱数值分析
        3.3.1 无补强措施空钢管注浆孔短柱数值分析
        3.3.2 实施注浆短管补强措施后钢管注浆孔短柱数值分析
        3.3.3 封孔塞补强措施后钢管注浆孔短柱数值分析
        3.3.4 加强板补强措施后钢管注浆孔短柱数值分析
        3.3.5 三项补强措施后钢管注浆孔短柱数值分析
    3.4 钢管混凝土注浆孔短柱数值分析
        3.4.1 加强板补强钢管混凝土注浆孔短柱数值分析及优化
        3.4.2 封孔塞补强钢管混凝土注浆孔短柱数值分析及优化
        3.4.3 优化模型的数值分析
    3.5 本章小结
4 巷道支护中钢管混凝土支架的力学分析
    4.1 钢管混凝土短柱承载力理论计算
        4.1.1 极限平衡理论基本假设
        4.1.2 钢管混凝土短柱力学性能分析
        4.1.3 钢管混凝土短柱力学计算实例
    4.2 钢管混凝土短柱的轴压试验
        4.2.1 试验设计
        4.2.2 不同壁厚圆钢管混凝土短柱试验过程
        4.2.3 不同壁厚圆钢管混凝土短柱试验结果
    4.3 钢管混凝土支架力学性能试验
        4.3.1 试验内容及目的
        4.3.2 试验设计
        4.3.3 钢管混凝土支架的试验结果及分析
    4.4 钢管混凝土支架支护巷道的数值模拟
        4.4.1 短柱的数值模拟及参数验证
        4.4.2 钢管混凝土支架支护巷道的数值模拟
    4.5 本章小结
5 深井软岩巷道承压环强化支护理论研究
    5.1 深井软岩巷道变形分析
        5.1.1 深井软岩圆形巷道模型建立
        5.1.2 弹性区的应力和位移
        5.1.3 塑性区的应力和位移
    5.2 承压环强化支护理论的提出
    5.3 承压环强化支护理论的力学模型
        5.3.1 承压环的几何厚度
        5.3.2 承压环的力学边界条件
        5.3.3 承压环支护巷道稳定判定
    5.4 承压环强化支护作用机理分析
        5.4.1 锚网喷支护作用机理
        5.4.2 注浆支护作用机理
        5.4.3 钢管混凝土支架支护的作用机理
        5.4.4 二次支护机理分析
    5.5 深井软岩巷道承压环强化支护数值分析
        5.5.1 模型建立
        5.5.2 承压环强化支护稳定性分析
        5.5.3 深井软岩巷道支护稳定性分析
    5.6 本章小结
6 软岩巷道钢管混凝土支架支护设计及工程应用
    6.1 查干淖尔矿工程地质概况
        6.1.1 地理位置
        6.1.2 主斜井工程地质条件
        6.1.3 主斜井围岩矿物成分分析
        6.1.4 主斜井泥岩段围岩变形破坏
    6.2 主斜井泥岩段巷道支护方案设计
        6.2.1 巷道支护方案设计
        6.2.2 钢管混凝土支架支护设计
        6.2.3 混凝土配比及灌注工艺
        6.2.4 钢管混凝土支架支护反力验算
        6.2.5 金属网及混凝土喷层支护
    6.3 数值模拟计算
        6.3.1 巷道模型建立
        6.3.2 浅底拱圆形巷道围岩稳定性分析
        6.3.3 椭圆形巷道围岩稳定性分析
    6.4 巷道施工及现场监测分析
        6.4.1 巷道施工过程
        6.4.2 巷道围岩表面位移监测
    6.5 本章小结
7 结论及展望
    7.1 主要结论
    7.2 主要创新点
    7.3 展望
参考文献
致谢
作者简介
在校期间参加的科研项目及实践

(9)东荣二矿回采巷道破碎围岩锚注支护技术研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
目录
1 绪论
    1.1 论文研究背景及研究意义
    1.2 国内外矿井巷道围岩控制研究现状
    1.3 锚注支护技术研究现状
        1.3.1 国外锚注支护研究现状
        1.3.2 国内锚注支护研究历史现状
    1.4 论文研究内容
    1.5 论文技术路线
2 巷道破碎围岩支护理论与支护技术
    2.1 传统巷道锚杆支护理论
        2.1.1 悬吊理论
        2.1.2 组合梁理论
        2.1.3 组合拱(压力拱)理论
        2.1.4 最大水平应力理论
    2.2 巷道破碎围岩锚杆支护技术
        2.2.1 破碎围岩锚杆支护的基本作用
        2.2.2 破碎围岩锚杆支护的核心技术
        2.2.3 破碎围岩确定锚杆支护参数的原则
    2.3 新型锚杆支护材料及结构的研究
        2.3.1 高性能预拉力锚杆的设计
        2.3.2 锚杆杆体表面结构
        2.3.3 丝扣的加工要求
        2.3.4 提高预拉力的措施
3 回采巷道破碎围岩锚注支护技术研究
    3.1 回采巷道破碎围的变形破坏机理
        3.1.1 破碎围岩的力学属性
        3.1.2 破碎围岩变形破坏特征
    3.2 破碎围岩强化控制研究
        3.2.1 破碎围岩强化控制机理
        3.2.2 破碎围岩强化控制对策
    3.3 破碎围岩锚注支护技术研究
        3.3.1 锚注支护技术原理
        3.3.2 锚注支护关键技术研究
4 东荣二矿回采巷道支护状况
    4.1 东荣二矿简介
        4.1.1 采区概况
        4.1.2 地质构造
    4.2 南二下采区回采巷道初始状况
        4.2.1 巷道初始支护
        4.2.2 回采巷道巷帮破坏情况
        4.2.3 东荣二矿回采巷道破碎原因分析
5 东荣二矿回采巷道破碎围岩支护方案及参数研究
    5.1 合理支护形式及参数确定研究方案
    5.2 岩样力学参数测定
    5.3 东荣二矿主要巷道合理支护形式及参数的确定
    5.4 东荣二矿回采巷道破碎围岩支护技术应用示范工程施工
        5.4.1 工程简介
        5.4.2 支护方案及参数确定
        5.4.3 示范施工过程及施工效果
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集

(10)济矿集团阳城煤矿深井巷道软弱破碎围岩平衡支护技术与应用(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 课题提出及研究意义
    1.2 研究现状综述
    1.3 研究内容及方法
2 工程地质概况
    2.1 概述
    2.2 -920水平车场概况
    2.3 -650m水平南翼大巷概况
    2.4 本章小结
3 基于围岩应变与主动控制的平衡支护技术
    3.1 概述
    3.2 目前锚杆支护存在的主要问题
    3.3 锚杆作用机理
    3.4 平衡支护技术的提出
    3.5 平衡支护机理
    3.6 平衡支护系统设计理念
    3.7 本章小结
4 支护系统参数数值模拟分析
    4.1 巷道围岩剪切破坏准则
    4.2 预应力锚杆支护参数选用分析
    4.3 支护系统数值模拟分析
    4.4 本章小结
5 -920m水平下车场支护方案
    5.1 车场巷道支护方案
    5.2 变电所支护方案
    5.3 本章小结
6 -650m水平南翼大巷修复方案
    6.1 轨道大巷
    6.2 回风大巷
    6.3 皮带大巷
    6.4 支护参数及说明
    6.5 本章小结
7 现场应用效果
    7.1 矿压观测设计方案
    7.2 矿压观测结果分析
    7.3 本章小结
8 结论与展望
    8.1 主要结论
    8.2 展望
参考文献
致谢

四、锚注法修复高应力软岩巷道(论文参考文献)

  • [1]高强中空锚杆/索结构及全锚注技术研究[J]. 魏夕合,蒋敬平. 煤炭技术, 2019(05)
  • [2]基于煤系泥岩孔裂隙三维表征的纳米型浆液扩散规律研究[D]. 张成浩. 中国矿业大学, 2019(01)
  • [3]高应力软岩巷道支护技术的研究与应用[D]. 王泽陆. 河北工程大学, 2014(04)
  • [4]考虑损伤及应变软化特性的巷道围岩变形破坏机理研究[D]. 李正立. 中国矿业大学, 2014(02)
  • [5]杨庄矿软岩巷道钢管混凝土支架支护理论与技术研究[D]. 孟德军. 中国矿业大学(北京), 2013(11)
  • [6]钢管混凝土支架性能与软岩巷道承压环强化支护理论研究[D]. 刘国磊. 中国矿业大学(北京), 2013(10)
  • [7]深部节理岩体应变软化行为及围岩与支护结构相互作用研究[D]. 孙闯. 辽宁工程技术大学, 2013(07)
  • [8]钢管混凝土支架强度与巷道承压环强化支护理论研究[D]. 李学彬. 中国矿业大学(北京), 2012(05)
  • [9]东荣二矿回采巷道破碎围岩锚注支护技术研究[D]. 李景涛. 辽宁工程技术大学, 2012(05)
  • [10]济矿集团阳城煤矿深井巷道软弱破碎围岩平衡支护技术与应用[D]. 张学生. 山东科技大学, 2011(06)

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锚固法修复高应力软岩巷道
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