深厚破碎岩体巷道围岩地面注浆加固技术研究.pdf

中图分类号 旦 鱼三 学科分类号1 2 Q 5 Q 墨 论文编号 密级公珏 安徽理工大学 硕士学位论文 深厚破碎岩体巷道围岩地面注浆加固技术研究 作者姓名堑明明 专业名称地厦王猩 研究方向正差丝厦 导师姓名逝焰数援 导师单位塞邀理王太堂 答辩委员会主席闺峻塑援 论文答辩日期2 0 1 4 年5 月2 9 日 安徽理工大学研究生处 2 0 1 4 年5 月2 9 日 万方数据 AD i s s e r t a t i o ni nG e o l o g i c a lE n g i n e e r i n g R e s e a r c ho nR e i n f o r c e m e n tT e c h n o l o g yo fS u r f a c eG r o u t i n g f o rR o a d w a yi nD e e pB r o k e nR o c kM a s s C a n d i d a t e J i a n gM i n g m i n g S u p e r v i s o r X i eY a n E a r t ha n dE n v i r o n m e n tE n g i n e e r i n gS c h o o l A n H u i U 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 为获得塞筮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 兰四鲷日期2 咝年j 月二日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解塞邀堡王太堂有保留、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 属于塞邀理王太堂。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 学位论文作者签名 2 明日目 签字日期b 睁年z 月工日 导师签名㈣ 签字日期沙I c 降‘月乙日 万方数据 摘要 摘要 顾桥煤矿一7 8 0 m 胶带机大巷掘进中遇到地质异常带，地质异常带岩体破碎，且 厚度大，造成巷道严重变形。采用通常的围岩控制与支护手段无法满足工程要求。 在充分分析工程地质条件基础上提出了地面预注浆加固巷道围岩提高岩体自承力 的技术方案。目前国内外对深厚破碎岩体施工缺少经验，需要对注浆工艺、注浆 参数和注浆效果评价进行系统的研究。 本文在总结巷道围岩稳定性和注浆加固机理研究成果的基础上，通过对巷道 围岩工程地质条件分析，进行深厚破碎岩体巷道围岩地面注浆工程设计，确定注 浆范围、注浆钻孔参数、注浆压力、水灰比和注浆结束标准；采用分支钻孔方法 节约钻探工程量；通过井下观测、检查孔岩芯鉴定分析浆液扩散范围，优化注浆 参数；根据注浆后对井下巷道掘进影响实际效果，提出注浆加固围岩效果不明显 的两个原因，即注浆浆液扩散不均匀和破碎的原岩中低强度组分含量高。 图【3 8 ] ‘表[ 1 3 】参【6 4 ] 关键词深厚软岩；地面注浆；巷道；注浆工艺效果评价 分类号T D l 6 3 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 A b s t r a c t M a i nh a u l a g e r o a d w a yw h i c h i n G u q i a o c o a l m i n eh a sad e p t ho f7 8 0 m e n c o u n t e r e dg e o l o g i c a la n o m a l i e sd u r i n gi t sd r i v i n g ．S i n c er o c kc m s h i n gw e a ka n d l a r g et h i c k n e s sh a v ec a u s e ds e r i o u sd e f o r m a t i o no f t h er o a d w a y , w h i c hp o s e dat h r e a tt o c o a l m i n es a f e t yp r o d u c t i o n ．1 1 1 eu s u a lr o c kc o n t r o la n dt e c h n i c a lm e a n sh a v en o tm e e t t h e r e q u i r e m e n t sg e n e r a t e d ．B a s e d o nf u l l y c o n s i d e r i n gm i n ea r e ac o m p l i c a t e d g e o l o g i c a lc o n d i t i o n ，s u r f a c e a d v a n c eg r o u t i n g t e c h n i q u eh a s u s e dt o i m p r o v e s e l f - s u p p o r t i n gc a p a c i t yo fr o c k ．A tp r e s e n t ，t h ed e e pa n db r o k e nr o c km a s sc o n s t r u c t i o n l a c ko fe x p e r i e n c e ，w h i c hh a sm a d et h en e e df o rs y s t e m a t i cs t u d yo ft h eg r o u t i n g p r o c e s s ，g r o u t i n gp a r a m e t e r sa n dg r o u t i n ge f f e c ta s s e s s m e n t ． I nt h i sp a p e r , b a s e do nt h es u m m a r yo f 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 ko f r o a d w a y a n dr e s e a r c ho fg r o u t i n gr e i n f o r c e m e mm e c h n i s m ，t h r o u g ha n a l y z i n gt h ee n g i n e e r i n g g e o l o g i c a lc o n d i t i o n so fs u r r o u n d i n gr o c ko fr o a d w a y , h a sc a r r y e do nt h eg r o u n d g r o u t i n ge n g i n e e r i n gd e s i g na n dd e t e r m i n e dt h es c o p eo ft h eg r o u t i n g ，g r o u t i n g p a r a m e t e r s ，g r o u t i n gp r e s s u r e ，w a t e rc e m e n tr a t i oa n dt h e e n do ft h es t a n d a r d ．I n a d d i t i o n ，u s i I l gt h em e t h o do fb r a n c hd r i l l i n gh a ss a v e dd r i l l i n go fq u a n t i t i e s ．A f t e rt h a t ， b yu n d e r g r o u n do b s e r v a t i o na n da n a l y s i so fd i f f u s i o ns c o p eo fs l u r r y , h a so p t i m i z e d g r o u t i n gp a r a m e t e r s ．A tl a s t ，a c c o r d i n gt ot h ea c t u a l e f f e c to ft h ei m p a c to nt h e u n d e r g r o u n dt u n n e l e x c a v a t i o na f t e rg r o u t i n g ，h a s p u tf o r w a r dt h ef o l l o w i n gt w o r e a s o n st h a tc a u s e dt h eg r o u t i n ge f f e c ti sn o to b v i o u s O nt h eo n eh a n d ，g r o u td i f f u s i o n i sn o tu n i f o r m ，o nt h eo t h e rh a n d ，t h eo r i g i n a lr o c kb r o k e nc o n t a i n sm a n yl o wi n t e n s i t y c o m p o n e n t s ． F i g u r e 【4 1 】t a b l e [ 1 3 ] r e f e r e n c e 【6 4 ] K e y W o r d s t h ed e e ps o f tr o c k ，t h eg r o u n dp r e g r o u t i n g ，r o a d w a y , g r o u t i n gp r o c e s s ， e f f e c te v a l u t i o n C h i n e s eb o o k sc a t a l o g T D16 3 l I 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 课题研究的意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 1 ．2国内外注浆技术研究发展概况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2 1 ．2 ．1国外注浆技术研究发展概况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 1 ．2 ．2 国内注浆技术研究发展概况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 1 ．3 本文研究内容和技术路线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．6 2 深厚破碎岩体巷道围岩破坏机理分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 2 ．1 一般巷道围岩破坏机理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．8 2 ．2 深厚破碎岩体巷道围岩破坏机理分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 0 2 ．2 ．1 软岩的概念⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。1 0 2 ．2 ．2 深部高地应力软弱岩层巷道变形特点⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 l 2 ．2 ．3 深部高地应力软弱岩层巷道围岩破坏机理分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯．1 1 2 ．3 深部高地应力软弱岩层巷道的支护⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 2 2 ．3 ．1软弱岩层巷道支护现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 2 2 ．3 ．2 深部高地应力软弱岩层巷道支护原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。1 2 2 ．4 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 3 3 地面预注浆加固机理分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 4 3 ．1 注浆加固机理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 4 3 ．1 ．1渗透注浆⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 4 3 ．1 ．2 劈裂注浆⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 5 3 ．1 ．3 压密注浆⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 5 3 ．2 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 6 4 深厚破碎岩体地面预注浆工程设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 8 4 ．1 工程地质条件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 8 4 ．1 ．1 自然地理及交通⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 8 4 ．1 ．2 含煤地层⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 8 4 ．1 ．3 井田构造⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 9 4 ．1 ．4 水文地质条件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 9 I l I 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 4 ．1 ．5 南翼地质异常带 顾桂地堑式构造带 特征⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 9 4 ．2 注浆分区⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 0 4 ．3 注浆范围的确定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 l 4 ．4 钻孔布置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 3 4 ．4 ．1 钻孔布置原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 3 4 ．4 ．2 注浆区钻孔布置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 4 4 ．5 钻孔结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。2 8 4 ．5 ．1 钻孔空间位置要素⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 8 4 ．5 ．3 钻孔结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 2 4 ．6 钻探施工⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 3 4 ．7 注浆段高划分及流程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 4 4 ．8 注浆压力和注浆量设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 5 4 ．9 浆液水灰比⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。3 6 4 ．9 ．1 初始注浆浆液水灰比确定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 6 4 ．9 ．2 注浆时浆液水灰比控制⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 7 4 ．10 注浆方式及注浆结束标准⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3 8 4 ．1 0 ．1 注浆方式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 8 4 ．1 0 ．2 注浆结束标准⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 8 4 ．1 l 注浆期间井下安全防护专项措施⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 9 4 ．1 1 ．1成立注浆工程领导小组⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 9 4 ．1 1 ．2 注浆控制及井下安全防护主要内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 9 4 ．1 1 ．3 井下突发事故的防范和处理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 9 4 ．11 ．4 避灾路线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4 0 4 ．1 2 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 0 5 地面预注浆情况分析及效果检查评定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 l 5 ．1 工程量分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 1 5 ．2 井下观测⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 2 5 ．2 ．1 井下观测点的设置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 3 5 ．2 ．2 观测内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 3 5 ．2 - 3 南翼巷道的围岩变形⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 4 5 ．2 ．4 窜浆及井下跑浆情况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 4 l V 万方数据 目录 5 ．3 注浆压力分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 5 5 ．3 ．1 注浆压力情况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。4 5 5 ．3 ．2 注浆压力分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。4 5 5 ．4 浆液扩散情况分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 6 5 ．5 单液水泥浆流变参数分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 7 5 ．6 检查孔取芯评定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 0 5 ．7 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 2 6 注浆对深厚破碎岩体巷道围岩支护效果影响分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。5 3 6 ．1 注浆加固岩体巷道数值模拟⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．5 3 6 ．1 ．1 数值建模⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．5 3 6 ．1 ．2 注浆前后巷道位移对比⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．5 6 6 ．2 影响巷道围岩稳定性的岩体性质⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 1 6 ．2 ．1围岩岩石性质⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一6 1 6 ．2 ．2 应力状态⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．6 1 6 ．3 胶带机巷道支护优化方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 2 6 ．4 地面注浆对围岩强度的影响效果分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 3 6 ．4 ．1空隙完全充填⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．6 4 6 ．4 ．2 空隙面 线 充填⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．6 5 6 ．4 ．3空隙局部充填⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．6 6 7 结论与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 8 7 ．1 结论及建议⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 8 7 ．1 ．1结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 8 7 ．1 ．2 建议⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．6 8 7 ．2 论文不足与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 9 参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．7 0 致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．7 4 作者简介及读研期间主要科研成果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 5 V 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 C o m e n s A b s t r a c t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．I A b s t r a c t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．I I 1I n t r o d u c t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 1 ．1T h es i g n i f i c a n c eo f t h er e s e a r c h ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 ．2D o m e s t i ca n df o r e i g nr e s e a r c ho f g r o u t i n gt e c h n o l o g y ．．．．．⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯．．⋯．2 1 ．2 ．1 F o r e i g nr e s e a r c ho f g r o u t i n gt e c h n o l o g y ⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2 1 ．2 ．2D o m e s t i cr e s e a r c ho f g r o u t i n gt e c h n o l o g y ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 1 ．3I nt h i sp a p e r , r e s e a r c hc o n t e n t sa n dt e c h n o l o g yr o a d m a p ⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯．．6 2T h ef a i l u r em e c h a n i s ma n a l y s i so f r o a d w a yw i t hd e e pb r o k e nr o c k ．⋯⋯⋯．⋯．⋯⋯⋯．．8 2 ．1F a i l u r em e c h a n i s mo f c o n v e n t i o n a lr o c kr o a d w a y ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．8 2 ．2 F a i l u r em e c h a n i s mo f d e e pb r o k e nr o c kr o a d w a y ．．．．⋯⋯⋯⋯．⋯⋯．．⋯⋯⋯⋯．⋯．1 0 2 ．2 ．1T h ec o n c e p to f s o f tr o c k ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 0 2 ．2 ．2D e f o r m a t i o nc h a r a c t e r i s t i c so f r o a d w a y 、析廿1h i 弘s t r e s ss o f tr o c k ⋯．．11 2 ．2 ．3F a i l u r em e c h a n i s ma n a l y s i so f r o a d w a y 、 l ，i mh i 凹s t r e s ss o f tr o c k ⋯．．11 2 ．3T h es u p p o r to f r o a d w a y 、 ，i t l ld e e ph i g hs t r e s ss o f tm c k ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 2 2 ．3 ．1S o Rr o c kr o a d w a yS t a t u s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 2 2 ．3 ．2T h e s u p p o r t i n gp r i n c i p l eo fr o a d w a y w i t hh i g ns t r e s ss o f tr o c k ⋯⋯⋯．．12 2 ．4T h es u m m a r yo f t h i sc h a p t e r ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 3 3T h eg r o u n dg r o u t i n gr e i n f o r c e m e n tm e c h a n i s ma n a l y s i s ．．．．．．．．．．．．⋯．．⋯⋯⋯．．⋯．．．．．．．⋯1 4 3 ．1 G r o u t i n gt h e o r y ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 4 3 ．1 ．1P e r m e a t i o ng r o u t i n g ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 4 3 ．1 ．2 F r a c t u r i n gg r o u t i n g ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 5 3 ．1 ．3 C o m p a c t i o ng r o u t i n g ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．15 3 ．2T h es u m m a r yo f t h i sc h a p t e r ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯16 4D e e pg r o u n db r o k e nr o c kg r o u t i n ge n g i n e e r i n gd e s i g n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 8 4 ．1T h ee n g i n e e r i n gg e o l o g i c a lc o n d i t i o n s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．18 4 ．1 ．1 P h y s i c a lg e o g r a p h ya n dt r a f f i c ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 8 4 ．1 ．2 C o a l b e a r i n gs t r a t a ⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．⋯⋯．．．．．．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．18 4 ．1 ．3I d as t m c t u r e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯．⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 9 4 ．1 ．4 H y d r o g e o l o g i c a lc o n d i t i o n s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 9 V I 万方数据 目录 4 ．1 ．5 G e o l o g i c a la n o m a l yz o n ei nt h es o u t hc h a r a c t e r i s t i c s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．19 4 ．2 G r o u t i n gp a r t i t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 0 4 ．3T h ed e t e r m i n a t i o no fg r o u t i n gr a n g e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯．2 1 4 ．4 D r i l l i n gl a y o u t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 3 4 ．4 ．1B o r e h o l el a y o u tp r i n c i p l e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 3 4 ．4 ．2 A r e ao f t h eg r o u t i n gh o l el a y o u t ⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 4 4 ．5 D r i l l i n gs t r u c t u r e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 8 4 ．5 ．1 D r i l l i n gs p a t i a ll o c a t i o ne l e m e n t s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 8 4 ．5 ．3 D r i l l i n gs t r u c t u r e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3 2 4 ．6 D r i l l i n g ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3 3 4 ．7 G r o u t i n gs e c t i o nh e i g h td i v i d e da n dG r o u t i n gp r o c e s s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 4 4 ．8 G r o u t i n gp r e s s u r ea n dq u a n t i t yd e s i g n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3 5 4 ．9 S l u r r yc o n c e n t r a t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 6 4 ．9 ．1D e t e m i n et h ei n i t i a lc o n c e n t r a t i o no f g r o u t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 6 4 ．9 ．2 S l u r r yc o n c e n t r a t i o nc o n t r o l ⋯⋯⋯．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯．．3 7 4 ．1 0 G r o u t i n ga n dg r o u t i n gt h ee n do f t h es t a n d a r dw a y ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3 8 4 ．1 0 ．1 G r o u t i n gm e t h o d s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 8 4 ．1 0 ．2 G r o u t i n ge n ds t a n d a r d ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 8 4 ．1 1 S p e c i a ls e c u r i t ym e a s u r e sd u r i n gu n d e r g r o u n dg r o u t i n g ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 9 4 ．11 ．1 G r o u t i n gp r o j e c tl e a d i n gg r o u p e s t a b l i s h e d ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 9 4 ．11 ．2 G r o u t i n gc o n t r o la n dd o w n h o l es a f e t ym a i n c o n t e n t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3 9 4 ．1 1 ．3 U n d e r g r o u n ds u d d e n a c c i d e n t p r e v e n t i o n a n d t r e a t m e n t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯。3 9 4 ．1 1 ．4 E s c a p er o u t s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 0 4 ．1 2T h es u m m a r yo f t h i sc h a p t e r ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 0 A n a l y s i so f p r e - g r o u t i n ga n dg r o u n de f f e c t sa s s e s s m e n tf o r ⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4 1 5 ．1 E n g i n e e r i n g a n a l y s i s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 1 5 ．2 U n d e r g r o u n do b s e r v a t i o n s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 2 5 ．2 ．1S e tu n d e r g r o u n do b s e r v a t i o np o i n t s ⋯．⋯．．．⋯⋯．．．．．．⋯．⋯．⋯．．．．．．．．．⋯⋯⋯⋯4 3 5 ．2 ．2O b s e r v a t i o nc o n t e n t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 3 5 ．2 ．3S o u t h o f t h ed e f o r m a t i o no f t h es u r r o u n d i n gr o c ko f r o a d w a y ⋯⋯⋯⋯．4 4 5 ．2 ．4 C h a n n e l i n gs l u r r ya n dd o w n h o l e r u n p u l p ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4 4 V I I 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 5 ．3 G r o u t i n gp r e s s u r ea n a l y s i s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4 5 5 ．3 ．1 G r o u t i n gp r e s s u r es i t u a t i o n s ．．⋯．．．⋯⋯．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4 5 5 ．3 ．2 G r o u t i n gp r e s s u r ee u a l y s i s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4 5 5 ．4 A n a l y s i so f t h es p r e a ds l u r r y ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯．⋯⋯⋯．⋯⋯⋯4 6 5 ．5 S i n g l el i q u i ds l u r r yr h e o l o g i c a lp a r a m e t e ra n a l y s i s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯．．．4 7 5 ．6 I n s p e c t i o nh o l ec o r i n g ⋯．．．．．．⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯．．⋯．⋯．⋯．⋯⋯⋯⋯⋯5 0 5 ．7T h es u m m a r yo f t h i sc h a p t e r ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 2 6 G r o u t i n gp r o f o u n di m p a c ta n a l y s i so f b r o k e nr o c kr o a d w a ys u p p o r t i n ge f f e c t ⋯．⋯5 3 6 ．1N u m e r i c a ls i m u l a t i o no f g r o u t i n gr e i n f o r c e m e n to f r o a d w a y ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 3 6 ．1 ．1T h en u m e r i c a lm o d e l i n g ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 3 6 ．1 ．2 R o a d w a yd i s p l a c e m e n tc o n t r a s tb e f o r ea n d a f t e rg r o u t i n g ⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 6 6 ．2A f f e c tt h es t a b i l i t yo f t h er o c km a s sp r o p e r t i e so f r o a d w a y ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．6 1 6 ．2 ．1 N a t u r eo f t h es u r r o u I l d i n gr o c k ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．6 1 6 ．2 ．2S t r e s ss t a t e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．6 1 6 ．3 T a p em a c h i n eo p t i m i z a t i o nr o a d w a y ⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．6 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