顾桥南翼大巷过地质异常体支护技术研究.pdf

中图分类号婴3 5 3 学科分类号 主鱼Q 垒三3 Q 论文编号 密级公珏 安徽理工大学 硕士学位论文 顾桥南翼大巷过地质异常体支护技术研究 作者姓名徐升 专业名称岩土工程 研究方向地王结构 导师姓名 姚直整数援 导师单位塞徽理王太堂 答辩委员会主席俭堡生直工 论文答辩日期2 0 1 4 年6 月5 日 安徽理工大学研究生处 2 0 1 4 年5 月3 0 日 万方数据 AD i s s e r t a t i o ni nG e o t e c h n i c a lE n g i n e e r i n g S t u d yo ns u p p o r tt e c h n o l o g yf o rs o u t hw i n gr o a d w a yo f g e o l o g i ca b n o r m a lb o d yi nG u q i a o C a n d i d a t e S u p e r v i s o r X uS h e n g Y a oZ h i s h u S c h o o lo fC i v i lE n g i n e e r i n ga n dA r c h i t e c t u r e A n H u iU n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y N o ．16 8 ，S h u n g e n gR o a d ，H u a i n a n ，2 3 2 0 01 ，P ．R ．C H I N A 万方数据 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方 以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含 为获得塞徵堡王太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过 的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名脚日期础j 月旦日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解安徽堡王太堂有保留、使用学位论 文的规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位 属于塞邀堡王太堂。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交 论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权安徽 理工大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进 行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论 文。 保密的学位论文在解密后适用本授权书 签字日期加f 乍年‘月l 『日 签字日期加l 牛年‘月l } 日 万方数据 摘要 摘要 随着煤矿开采深度的不断增加，地应力加大，工程地质条件变得更加复杂， 深井软岩巷道支护已成为煤矿深部开采的一大技术难题。顾桥煤矿南翼一7 8 0 m 胶 带机运输大巷在施工过程中需要穿过最大组合落差1 4 0 m 、宽6 7 0 m 的F 1 0 8 1 ～ F 1 1 4 1 等断层构成的地质异常体，巷道围岩松散破碎、水压大，开挖与支护变得 异常困难。为此，本论文针对这一工程背景，选取顾桥煤矿南翼胶带机大巷 二 地质条件差的南区段三种围岩条件进行了巷道支护技术研究。 论文首先在系统阐述了软岩巷道支护技术基础上，分析指出对于南翼胶带机 大巷 二 南区段这三种复杂工程地质条件，应采用信息化施工和联合支护技术。 然后，根据巷道围岩的钻孔地质剖面分析围岩类型，针对三种不同地质条件进行 了支护方案设计当巷道位于砂岩段时，采取外锚内架 U 型钢支架 壁后注浆支 护方案；当巷道位于F 1 0 8 断层破碎带段时，采取超前预注浆 外锚内架 U 型钢支 架 壁后注浆支护方案；当巷道位于泥岩、砂质泥岩和煤互层段时，在外锚内架 U 型钢支架 壁后注浆的基础上，施工反底拱，组成封闭式受力结构。并采用 F L A C 3 0 数值分析软件，对部分巷道的支护参数进行了优化计算，模拟分析了巷道 在不同支护参数下围岩稳定性情况，给出了优化结果。为获得全圆形U 3 6 型钢支 架的力学特性，对其受力性能进行了试验研究，结果表明，它具有很高的承载能 力，适应于南翼胶带机大巷 - - 南区段巷道支护。在实际施工时，对过断层破 碎带段巷道前方围岩进行超前预注浆加固，通过现场钻取岩芯分析表明，注入的 浆液很好地填充了围岩的裂隙，起到封水和加固围岩，确保了施工安全。 最后，通过现场工程实测表明，南翼胶带机大巷 二 南区段巷道采取以上 联合支护技术以后，巷道变形稳定，支护达到预期效果。目前该巷道已投入生产 使用，该项支护技术可为今后类似巷道支护提供参考。 图[ 6 6 ] 表[ 7 ] 参[ 5 8 ] 关键词软岩巷道；地质异常体；超前预注浆联合支护技术；模型试验；数值 模拟 分类号T D 3 5 3 万方数据 安徽理【大学硕士学位论文 万方数据 摘要 A b s t r a c t W i t ht h ei n c r e a s i n gd e p t ho fc o a lm i n i n g ，t h es t r e s si n c r e a s e ，t h ee n g i n e e r i n g g e o l o g i c a l c o n d i t i o n sb e c o m em o r e c o m p l e x ．S u p p o r t i n gp r o b l e mo fd e e p s o f t r o c kr o a d w a yh a sb e c o m eat e c h n i c a lp r o b l e mo fd e e pc o a lm i n i n g ．T h e - 7 8 0 mb e l t c o n v e y o rr o a d w a y i nG u q i a os o u t hw i n gn e e d t h r o u g hag e o l o g i c a la n o m a l o u s b o d y w h i c hi sc o n s t i t u t e db yt h em a x i m u mg a p14 0 m ，w i d t h6 7 0 mF10 8 - 1 ～ Fl14 1f a u l t sd u r i n gc o n s t r u c t i o n ．S u r r o u n d i n gr o c ko fr o a d w a yi sl o o s ea n db r o k e n ． T h ew a t e rp r e s s u r ei s b i g ．E x c a v a t i o na n ds u p p o r tb e c o m ee x t r e m e l yd i f f i c u l t ． T h e r e f o r e ，a c c o r d i n gt o t h ee n g i n e e r i n gb a c k g r o u n d ，t h i sp a p e rt a k et h es u p p o r to f s o u t h e ms e c t i o no fb e l tc o n v e y o rr o a d w a y t w o i nG u q i a os o u t hw i n gw h i c hh a s t h r e ek i n d so fp o o rg e o l o g i c a ls u r r o u n d i n gr o c kc o n d i t i o n sf o rs t u d y ． O nt h eb a s i so fs t a t es u p p o r tt h e o r yo fs o f tr o a d w a y , a c c o r d i n gt ot h et h r e e c o m p l e xg e o l o g i c a lc o n d i t i o n si ns o u t h e r ns e c t i o no fb e l tc o n v e y o rr o a d w a y t w o ， t h i sp a p e rp o i n to u tt h a ti n f o r m a t i o nc o n s t r u c t i o na n dc o m b i n e ds u p p o r tt e c h n o l o g y s h o u l d b ea d o p t e d ．T h e n ，t h i sp a p e ra n a l y z et h et y p eo fs u r r o u n d i n gr o c k o f r o a d w a ya c c o r d i n gt oi t sd r i l l i n gg e o l o g i c a ls e c t i o n ．A c c o r d i n gt ot h et h r e ed i f f e r e n t k i n d so fg e o l o g i c a lc o n d i t i o n s ，t h i sp a p e rp u tf o r w a r dt o3k i n d so fd i f f e r e n ts u p p o r t s c h e m e ．W h e nt h et u n n e li sl o c a t e di ns a n d s t o n e ，t h ea n c h o r U - s h a p e ds t e e l b a c k f i l lg r o u t i n gi s a d o p t e d ；w h e nt h et u n n e li s l o c a t e di nt h eF10 8f a u l tb r o k e n z o n e ，p r e g r o u t i n g a n c h o r U s h a p e ds t e e l b a c k f i l lg r o u t i n gi sa d o p t e d ；w h e nt h e t u n n e li sl o c a t e di nm u d s t o n e ，s a n d ym u d s t o n ea n dc o a li n t e r b e d ss e c t i o n ，o nt h e b a s i so f a n c h o r U S h a p e ds t e e l b a c k f i l lg r o u t i n g ，c o n s t r u c t i o n o fi n v e r t e d a r c h ，w h i c hf o r m sac l o s e df o r c es t r u c t u r e ．A n du s i n gn u m e r i c a la n a l y s i ss o f t w a r e F L A C 3 D ，p a r to ft h er o a d w a ys u p p o r tp a r a m e t e r sa r eo p t i m i z e d ，t h es t a b i l i t yo f s u r r o u n d i n gr o c ki nd i f f e r e n ts u p p o r tp a r a m e t e r sa r eS i m u l a t e d ． T h eo p t i m i z a t i o nr e s u l t sa r eg i v e n ．I no r d e rt Oo b t a i nt h em e c h a n i c a lp r o p e r t i e s o ft h ec i r c u l a rU 3 6s t e e lb r a c k e t s ，w et e s ti t sm e c h a n i c a lp r o p e r t i e s ．T h er e s u l t ss h o w m 鸸i th a sh i g hb e a r i n gc a p a c i t y , i tc a i lm e e tt h er e q u i r e m e n t so ft h er o a d w a y ．I na c t u a l c o n s t r u c t i o n ，p r e g r o u t i n gW a se m p l o y e d t or e i n f o r c es u r r o u n d i n gr o c k o fr o a d w a y w h i c hc r o s sb r o k e nf a u l tz o n e ，w ed r i l lc o r eo nt h es u r r o u n d i n gr o c ka n da n a l y z e t h er e i n f o r c e m e n te f f e c t ．T h er e s u l ts h o w st h a t p r e - g r o u t i n gs u c c e s s f u l l yf i l l e dt h e I I I 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 r o c kf i s s u r e ．I tp l a y sar o l eo fs e a l i n gw a t e ra n dr e i n f o r c et h es u r r o u n d i n gr o c k ．I t e n s u r e st h es a f e t yo fc o n s t r u c t i o n ． F i n a l l y , t h ef i e l dt e s ts h o w st h a ta f t e rt a k e nt h e s ec o m b i n e ds u p p o r tt e c h n o l o g y , t h ed e f o r m a t i o no fs o u t h e r ns e c t i o no fb e l tc o n v e y o rr o a d w a y t w o b e c o m es t a b i l i t y ． I th a sa c h i e v e dt h ed e s i r e de f f e c t ．A tp r e s e n t , t h er o a d w a yh a sb e e np u ti n t ou s e ．T h i s s u p p o nt e c h n o l o g yC a l lp r o v i d er e f e r e n c ef o rs i m i l a rr o a d w a yi nf u t u r e ． F i g u r e [ 6 6 ] t a b l e 【7 】r e f e r e n c e 【58 】 K e y w o r d s s o f t r o c kr o a d w a y ；g e o l o g i ca b n o r m a lb o d y ；p r e g r o u t i n g ；c o m b i n e d s u p p o r tt e c h n o l o g y ；m o d e lt e s t ；n u m e r i c a ls i m u l a t i o n C h i n e s eb o o k sc a t a l o g T D 3 5 3 万方数据 目录 目录 摘 要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯I A b s t r a c t ⋯．．⋯⋯⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯⋯⋯⋯⋯．．．．．．．⋯．．⋯⋯．．．⋯．⋯⋯．．．．．．．⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．I I ／ 1 绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 1 ．1 课题提出的背景和研究意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 ．2 软岩工程支护理论发展状况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯l 1 ．2 ．1 国外软岩工程支护理论发展状况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯～l 1 ．2 ．2 国内软岩工程支护理论发展状况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一3 1 ．3 软岩巷道围岩变形控制技术⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4 1 ．4 本文的研究内容和研究方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一5 1 ．4 ．1 本文的研究内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 1 ．4 ．2 研究方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 2 深部地质异常体软岩巷道施工与支护技术研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 2 ．1 深部地质异常体内软岩巷道变形破坏影响因素⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 2 ．2 深部地质异常体软岩巷道支护原则⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 2 ．3 深部地质异常体软岩巷道支护方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一9 2 ．3 ．1 支护结构与围岩共同作用机理分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一9 2 ．3 ．2 深部地质异常体软岩巷道支护方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11 3 工程地质条件与支护方案设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 5 3 ．1 工程概况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一1 5 3 ．2 工程地质条件及水文地质条件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 6 3 ．2 ．1 工程地质条件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一1 6 3 ．2 ．2 水文地质条件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 8 3 ．3 巷道支护初步方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一1 8 3 ．4 巷道支护优化方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 5 3 ．4 ．1 数值计算方法的选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 5 3 ．4 ．2F L A C 3 D 软件简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 6 3 ．4 ．3 巷道模拟方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 8 3 ．4 ．4 初步支护方案下第Ⅵ标段巷道模拟⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 9 3 ．4 ．5 优化支护方案下第Ⅵ标段巷道模拟⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 5 3 ．4 ．6 初步支护方案下第V 标段巷道模拟⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 1 3 ．4 ．7 优化支护方案下第V 标段巷道模拟⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 5 4 全圆形U 3 6 型钢支架模型试验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一5 1 4 ．1 重叠式全圆形U 3 6 型钢支架力学特性研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一5l 4 ．1 ．1 试验方案与过程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 1 4 ．1 ．2 试验结果分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 4 4 ．2 普通全圆形U 3 6 型钢支架力学特性研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一5 5 ．V ． 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 4 ．2 ．1 试验方案与过程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 5 4 ．2 ．2 试验结果分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 8 4 ．3 结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 9 5 巷道支护实践与监测⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯61 5 ．1 超前预注浆效果评价⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．6 1 5 ．2 巷道变形监测与分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．6 2 5 ．3 u 型钢支架受力监测⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一6 5 6 结论与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 9 6 ．1主要结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．6 9 6 ．2 不足和展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．6 9 参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．7 l 致{ 射⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．7 5 作者简介及读研期间主要科研成果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．7 6 ．V I ． 万方数据 目录 C o n t e n t s A b s t r a c t ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．1 A b s t r a c t ．．．⋯⋯．．⋯．⋯．．⋯⋯．．．．．．．．．．．．．⋯．⋯．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．⋯．⋯．．．．．．．．．．．．⋯．⋯．．．．．⋯．．．⋯．I I I 1I n t r o d u c t i o n ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 1 ．1R e s e a r c hb a c k g r o u n da n ds i g n i f i c a n c e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 1 ．2D e v e l o p m e n ts t a t u so fs o f tr o c ke n g i n e e rs u p p o r tt h e o r y ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 ．2 ．1D e v e l o p m e n ts t a t u so fs o f tr o c ke n g i n e e rs u p p o r tt h e o r yi na b r o a d ．1 1 ．2 ．2D e v e l o p m e n ts t a t u so fs o f tr o c ke n g i n e e rs u p p o r tt h e o r ya th o m e ⋯3 1 ．3n l ed e f o r m a t i o nc o n t r o lt e c h n o l o g yo fs u r r o u n d i n gr o c ko fs o f tr o c k r o a d w a y ．．．．⋯⋯⋯．．⋯⋯⋯．．．．．⋯⋯⋯．．．．⋯⋯⋯．．．．⋯⋯．．⋯．⋯⋯．．．．．．．⋯．．．．．⋯．⋯．⋯⋯．⋯．⋯⋯．⋯4 1 ．4R e s e a r c hc o n t e n ta n dr o u t e ⋯．⋯．⋯⋯⋯．⋯⋯⋯．．⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯．⋯．．⋯⋯⋯．．⋯5 1 ．4 ．1R e s e a r c hc o n t e n 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．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 5 3 ．4 ．】【C h o i c eo f n u m e r i c a lc a l c u l a t i o nm e t h o d ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 5 3 ．4 ．2F L A C 3 Di n t r o d u c t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 6 3 ．4 ．3S i m u l a t i o ns c h e m eo f r o a d w a y ．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 8 3 ．4 ．4S i m u l a t i o no fc h a p t e rV Iu n d e rp r e l i m i n a r ys u p p o r ts c h e m e ⋯⋯⋯．2 9 3 ．4 ．5S i m u l a t i o no fc h a p t e rV Iu n d e ro p t i m i z e ds u p p o r ts c h e m e ．．．．．．．．．．．．．3 5 3 ．4 ．6S i m u l a t i o no f c h a p t e rVu n d e rp r e l i m i n a r ys u p p o r ts c h e m e ⋯⋯⋯．4 1 3 ．4 ．7S i m u l a t i o no f c h a p t e rVu n d e ro p t i m i z e ds u p p o r ts c h e m e ．．．．．．．．．．．．．4 5 4M o d e lt e s to f U 3 6c i r c u l a rs t e e lb r a c k e t ．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5 】【 4 ．1M e c h a n i c a lc h a r a c t e r i s t i c sr e s e a r c ho fo v e r l a p p e dU 3 6c i r c u l a rs t e e l b r a c k e t ．．．．．．．⋯．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5 1 4 ．1 ．1P l a na n dp r o c e s so f t e s t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一5 1 4 ．1 ．2A n a l y s i so f t e s tr e s u l t s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．5 4 一V I I ． 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 4 ．2M e c h a n i c a lc h a r a c t e r i s t i c sr e s e a r c ho fo r d i n a r yU 3 6c i r c u l a rs t e e lb r a c k e t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 5 4 ．2 ．1P l a na n dp r o c e s so f t e s t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一5 5 4 ．2 ．2A n a l y s i so f t e s tr e s u l t s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 8 4 ．3C o n c l u s i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．5 9 5 S u p p o r ta n d m o n i t o r p r a c t i c eo f r o a d w a y ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 1 5 ．1E v a l u a t i o no f p r eg r o u t i n ge f f e c t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 1 5 ．2M o n i t o ra n da n a l y s i so f 也ed e f o r m a t i o no f r o a d w a y ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一6 2 5 ．3S t r e s sm o n i t o r i n go f U S h a p e ds t e e ls u p p o r t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 5 6C o n c l u s i o n sa n dp r o s p e c t s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯．6 9 6 ．1M a i nc o n c l u s i o n s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 9 6 ．2S h o r t c o m i n g sa n d p r o s p e c t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 9 R e f e r e n c e s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 1 T h a n k s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 5 B i o g r a p h ya n dt h em a i ns c i e n t i f i cr e s e a r c hr e s u l t sw h i l es t u d y ．⋯⋯．⋯．⋯．．⋯⋯．⋯．．7 6 ．．V 1 1 1 ．． 万方数据 1 绪论 1绪论 1 ．1 课题提出的背景和研究意义 煤炭是我国的主要一次性能源，随着长期开采，目前浅部煤炭资源己渐趋枯 竭，煤炭开采水平正在不断加深【1 。2 】，这在我国中东部地区更为明显，如位于安徽 淮南矿区的顾桥煤矿、张集煤矿和丁集煤矿等开采深度已经达到了8 0 0 m 以上，而 朱集煤矿、潘一东煤矿和朱集西煤矿深部开采水平已超过了1 0 0 0 m ；位于淮北矿区 的海孜煤矿，其深部巷道埋深同样超过了1 0 0 0 m ，预计在不久的将来，将会有更多 数量的煤矿开采深度超过1 0 0 0 m [ 3 - 4 】。 相比于以前的浅埋巷道，现在的深部巷道所承受的地压明显增大，巷道所在 地层的温度也明显上升，巷道的工程地质条件正变得越来越复杂，软岩巷道支护 问题日益突出【5 】，尤其是当巷道遭遇地质异常体时，由于地质异常体内围岩碎裂程 度严重、本身强度就很低，再加上巷道自身所受到的地应力又大。巷道一旦开挖， 围岩来压的时间很快，巷道前期的变形量很大，而且变形持续的时间也很长，这 就导致巷道很难保持稳定【6 】。针对这一系列的技术难题，我国投入了大量的人力和 物力对此进行了研究，取得了一些成果，但是随着巷道埋藏深度的不断增加，工 程地质条件越来越复杂，使得深