深井硐室群立体层次联合支护技术研究.pdf

分类号分类号TD853TD853 密密 级级 公公 开开 U D CU D C 单位代码单位代码10424 10424 工工 程程 管管 理理 硕硕 士士 学学 位位 论论 文文 深井硐室群 立体层次联合支护技术研究 殷殷 海海 晨晨 申请学位级别申请学位级别 硕士学位硕士学位 领域领域名名称称工程管理工程管理 指导教师姓名指导教师姓名 陈陈 平平 职职 称称 教教 授授 副副指导教师姓名指导教师姓名 张为民张为民 职职 称称高级工程师高级工程师 山山 东东 科科 技技 大大 学学 二零一六年四月二零一六年四月 万方数据 山东科技大学硕士学位论文 论文题目论文题目 深井硐室群深井硐室群 立体层次联合支护技术研究立体层次联合支护技术研究 作者姓名作者姓名 殷海晨殷海晨 入学时间入学时间20132013 年年 9 9 月月 领域名称领域名称工程管理工程管理 研究方向研究方向矿矿 山山 开开 采采 指导教师指导教师 陈平陈平 职职 称称 教教 授授 副指导教师副指导教师 张为民张为民 职职 称称高级高级工程师工程师 论文提交日期论文提交日期 2012016 6 年年 4 4 月月 论文答辩日期论文答辩日期 2012016 6 年年 5 5 月月 授予学位日期授予学位日期 万方数据 山东科技大学硕士学位论文 depth mine Chamber groups study on stereo and combined support technique A Dissertation ted in fulfillment of the requirements of the degree of MASTER OF ENGINEERING MANAGEMENT From Shandong University of Science and Technology By YinHaiChen Supervisor Professor ChenPing College of Civil Engineering and Architecture April 2016 万方数据 山东科技大学硕士学位论文 声声 明明 本人呈交给山东科技大学的这篇工程管理硕士学位论文，除了所列参考文献和世所本人呈交给山东科技大学的这篇工程管理硕士学位论文，除了所列参考文献和世所 公认的文献外，全部是本人在导师指导下的研究成果。该论文资料尚没有呈交于公认的文献外，全部是本人在导师指导下的研究成果。该论文资料尚没有呈交于其它任其它任 何学术机关作鉴定。何学术机关作鉴定。 硕士生签名硕士生签名 日日 期期 AFFIRMATION I declare that this dissertation, ted in fulfillment of the requirements for the award of Master of engineering management in Shandong University of Science and Technology, is wholly my own work unless referenced of acknowledge. The document has not been ted for qualification at any other academic institute. Signature Date 万方数据 山东科技大学硕士学位论文 摘 要 长期以来，煤炭在我国一次能源生产和消费构成中均占 2/3 以上。近年来，随着煤 矿开采程度加剧，煤炭生产过程中遇到了一系列突出问题。东部煤炭资源日渐枯竭，为 保持矿井的可持续发展，有效解决当地就业，保持社会稳定，东部地区矿井在未完成产 业转型升级前，在未来的 10 年甚至更长时间内，其必须保持矿井的正常生产接续，则其 资源开发必将逐渐向深部、极复杂条件发展，具体涉及深井高应力软岩条件、软弱破碎 围岩条件等。在此深部条件中的巷道维护工作异常困难，而相对断面更大、间距更小的 密集硐室群的稳定性控制将更加困难，其将对支护设计提出更高、更苛刻要求。 针对深井巷道支护问题，国内外专家学者进行了大量研究，取得了系列成果，但是 具体针对深井软弱破碎围岩硐室群支护问题研究较少。鉴于当今煤炭形势，煤炭企业难 以承受多次返修的重复投资，则探索深井软弱破碎围岩硐室群变形失稳机理，寻找经济 合理的支护技术成为亟须解决的重要问题。 新河矿业采用立井暗斜井开拓方式，-980 水平泵房、变电所、水仓、管子道、避 难硐室、矸石仓、煤仓等巷道硐室均布置在-980 二节轨道暗斜井井底车场周边，布置较 为密集，且岩石多由软弱泥岩、泥质砂岩组成，岩石胶结程度低、节理发育，同时水平 应力较大，综合因素导致巷道支护难度大。本项目基于山东新河矿业有限公司深井软弱 破碎密集硐室群，通过现场工程地质分析，结合室内试验、现场监测、理论分析和数值 模拟等手段对其变形失稳机理及支护对策进行了系统研究。 关键词关键词深井，硐室群，立体支护，经济合理，围岩稳定，软岩，高应力 万方数据 山东科技大学硕士学位论文 ABSTRACT For a long time, coal in primary energy production and consumption in China amounted to more than 2/3. In recent years, with coal mining increased, a series of problems encountered in the process of coal production. East coal resources increasingly depletion, for keep mine of sustainable development, effective solution local employment, keep social stable, East area mine in not completed industry transation upgrade Qian, in future of 10 years even more long time within, its must keep mine of normal production continued, is its resources development will gradually to deep Department, and very complex conditions development, specific involved deep high stress soft rock conditions, and weak broken surrounding rock conditions,. Deep condition of roadway maintenance extremely difficult, while the relative section, less space intensive Chambers stability control is more difficult, it will support design, higher and more stringent requirements. Roadway in deep mine problems, many studies experts and scholars at home and abroad, made a series of achievements, but soft and fractured surrounding rock in deep mine-specific problems Chamber groups research. In view of the current situation of coal, coal companies to sustain multiple repeated investment in repair, exploring the deep Chambers of soft and fractured surrounding rock deation and instability mechanism, looking for economical and rational support technology be the urgent need to resolve the issue. XinHe mining used shaft dark inclined develop way,-980 level pumping station, and substation, and water warehouse, and Guan Zidao, and refuge Chamber room, and waste stone warehouse, and coal warehouse, roadway Chamber room are layout in-9,802 section track dark inclined bottom yards around, layout more intensive, and rock more by weak mudstone, and mud quality sandstone composition, rock cemented degree low, and section acting development, while level stress 万方数据 山东科技大学硕士学位论文 larger, integrated factors led to roadway support nursing difficulty big. This project based on the XinHe mining limited deep weak intensive Chamber groups, through analysis of site engineering geology, laboratory testing, site monitoring, theoretical analysis and numerical simulation approach to deation and instability mechanism of system studies and support measures. KeywordsKeywords deep mine, Chamber groups, stereo support, economical, stability of the surrounding rock, soft rock, high stress 万方数据 山东科技大学硕士学位论文 目录 - 1 - 目 录 1 绪论 - 1 - 1.1 国内外研究现状 - 1 - 1.2 主要研究内容及预期达到的目标 - 2 - 1.3 研究方法及技术路线 - 3 - 1.4 创新点 - 4 - 2 新河矿业地质特征概述 - 5 - 2.1 井田概况 - 5 - 2.2 地质构造及地质特征 - 5 - 2.3 水文地质条件 - 10 - 2.4 其它开采技术条件 - 11 - 2.5 延深方式 - 12 - 2.6 -980m 水平车场及硐室 - 14 - 2.7 本章小结 - 15 - 3 新河矿业密集硐室群巷道 变形破坏试验分析 - 16 - 3.1 硐室围岩变形破坏规律分析 - 16 - 3.2 地应力测试分析 - 20 - 3.3 围岩微观结构及水理性质试验研究 - 23 - 3.4 顶板岩层力学参数测试分析 - 30 - 3.5 本章小结 - 33 - 4 松散破碎软岩改性试验研究 - 35 - 4.1 喷浆防水材料试验 - 35 - 4.2 注浆材料选择 - 38 - 4.3 不同浆液配比方案 - 39 - 4.4 注浆体强度测试 - 41 - 4.5 本章小结 - 43 - 5 不同支护方式下巷道失稳模拟分析 - 44 - 5.1 模拟方案的确定 - 44 - 5.2 模型的建立及基本力学参数的确定 - 44 - 5.3 支护方案模拟结果分析 - 46 - 5.4 不同支护顺序模拟分析 - 53 - 5.5 本章小结 - 55 - 6 工程实践 - 56 - 万方数据 山东科技大学硕士学位论文 目录 - 2 - 6.1 架喷锚注耦合支护机理 - 56 - 6.2 支护参数选择 - 58 - 6.3 施工设计 - 61 - 6.4 实施效果 - 62 - 6.5 本章小结