深部水平巷道群围岩变形机理与支护对策研究.pdf

中图分类号T D 3 2 论文编号 学科分类号 丝垒三Q 垒 密级 公珏 安徽理工大学 硕士学位论文 深部水平巷道群围岩变形机理与支护对策研究 作者姓名 塞题攫 专业名称 贮些王程 研究方向芷出压左厘岩层揎剑 导师姓名扬科数握 导师单位 塞徽堡王盔堂 答辩委员会主席 奎但全熬拯级直王 论文答辩日期2 0 1 6 年0 6 月0 4 目 安徽理工大学研究生院 2 0 1 6 年0 6 月0 4 日 万方数据 S t u d yo nd e f o r m a t i o nm e c h a n i s mo fd e e ph o r i z o n t a l r o a d w a y sa n d c o n t r o lc o u n t e r m e a s u r e s C a n d i d a t e Z h uP e n gB i n S u p e r v i s o r P r o f ．Y a n gK e S c h o o lo f M i n i n ga n dS a f e t y 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 ．1 6 8 ，S h u n g e n gR o a d ，H u a i n a n ，2 3 2 0 0 1 ，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，也不包含为获得盅 塑堡姜盘堂 或其他教育机构的学位或证书丙使用过的材料。与我一嗣工 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． 学位论文作者签名本酞妈 日期趁丛．年j 月j 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解塞缝堡墨塞生有保留。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予堡 煎翌三太堂．学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复窜 件和磁盘，允许论文被查阅和借阗．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，可以采甩 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 一 鞭论文作者始棚够签字嘲测6 年g 月7 日 导师签名 签字日期D j 洲年6 月7 日 万方数据 摘要 摘要 本文采用现场地质调查实测、实验室试验、理论分析和数值模拟试验相结合 的研究方法，对朱集西煤矿的一水平西翼1 1 煤水平巷道群地应力分布特征及巷道 布置、巷道群掘进次应力与巷道围岩稳定性、巷道群围岩变形失稳机理与支护方 案优化进行了系统的研究。 通过现场地质资料调查分析、物理力学试验以及现场地应力测试、理论计算 和F L A C 3 D 数值模拟分析，分别得到西翼l l 煤水平巷道群围岩变形破坏失稳特征、 巷道群围岩环境基本情况、西翼ll 煤水平巷道的最佳布置方位角和巷道群掘进期 间的围岩应力场和位移场的基本情况。 运用F L A C 3 D 建立了模拟西翼1 l 煤水平巷道群数值模拟模型。分析西翼1 1 煤巷道群在原支护状态下的围岩的塑性区、应力场和位移场以及在巷道群掘进期 间各巷道间的扰动影响。结果表明西翼l l 煤水平巷道群在开拓过程中，掘进引 起的二次应力场相互叠加，围岩应力集中程度显著增大。在原支护设计的基础上， 研究分析了临近巷道在掘对已掘巷道围岩塑性区和应力场的影响规律，找出巷道 支护承载结构的易失稳破坏的位置，确定了合理补强方案。 基于巷道群围岩变形机理，采用理论计算和工程类比对西翼1 1 煤巷道群中每 条巷道提出相应优化支护方案。对于巷道支护，提出了高强预应力让压锚杆 索 底板锚杆 全断面注浆和高强预应力让压锚杆 索 二次支护十全断面注浆的多 层次组合支护方案技术。现场工业性实践表明采用该优化支护方案后，水平巷 道群围岩变形控制在了合理范围内，可以有效解决西翼l l 煤水平巷道群的失稳问 题。 图[ 4 9 】表[ 1 0 】参[ 7 6 】 关键词深井；水平巷道掘进扰动；巷道变形；组合支护 分类号T D 3 2 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 ．I I ． 万方数据 A b s t r a c t A b s t r a c t S y s t e m a t i c a l l yt h i sp a p e rs t u d i e do ns t r e s sd i s t r i b u t i o no fN O ．1 1c o a lr o a d w a y g r o u p si nw e s tw i n go fZ h u j i x ic o a lm i n ea n di t si n f l u e n c eo nt h er o a d w a yl a y o u ta n d a n a l y z e dt h er o a d w a ye x c a v a t i o ns t r e s sa n di t ss u r r o u n d i n gr o c ks t a b i l i t yb yu s i n gf i e l d g e o l o g i c a ls u r v e ya n dt e s t ，l a b o r a t o r yr o c km e c h a n i c st e s t ，t h e o r e t i c a la n a l y s i sa n d n u m e r i c a ls i m u l a t i o n , a n dp u tf o r w a r dt h ed i s t o r t i o na n ds t a b i l i t yo fm e c h a n i s ma n d t h eo p t i m i z a t i o no fs u p p o r t i n gs c h e m e T h ed e f o r m a t i o nc h a r a c t e r i s t i c so fr o a d w a yg r o u p sw e r eg o tf r o mt h ef i e l d g e o l o g i c a li n v e s t i g a t i o n ．T h ee n v i r o n m e n to fs u r r o u n d i n go fr o a d w a yg r o u p sw e r e o b t a i n e df r o mt h el a b o r a t o r yt e s ta n df i e l dt e s t ．T h er o a d w a yl a y o u ta n g l eo fN O ．11 c o a lr o a d w a yg r o u p si nw e s tw i n gw a sg e tb yu s i n gt h em e t h o do fc o m b i n i n g t h e o r e t i c a la n a l y s i sa n dF L A C 3 Dn u m e r i c a ls i m u l a t i o n ．T h et h e o r e t i c a la n a l y s i ss h o w s t h a tt h es t r e s sf i e l da n dd i s p l a c e m e n tf i e l do fs u r r o u n d i n gr o c kd u r i n ge x c a v a t i o no f N O ．11c o a lr o a d w a yg r o u p si nw e s tw i n g ． T h el a r g en u m e r i c a lm o d e lo fN O ．11c o a lr o a d w a yg r o u p si nw e s tw i n gw a s e s t a b l i s h e db yF L A C 3 D ．T h ep l a s t i cz o n ea n ds t r e s sf i e l da n dd i s p l a c e m e n tf i e l da n d d i s t u r b a n c ee f f e c t sd u r i n gr o a d w a ye x c a v a t i n gb e t w e e ne a c hr o a d w a yo fm i l l eg r o u p s w e r ea n a l y z e d ．T h er e s u l t ss h o wt h a t t h et w os t r e s sf i e l do fr o a d w a ye x c a v a t i o n s u p e r i m p o s e do ne a c ho t h e ri n t h et u n n e l ．O nt h eb a s i so ft h eo r i g i n a ls u p p o r t i n g d e s i g n ，t h es t r e s sf i e l da n dp l a s t i cz o n eo fs u r r o u n d i n gr o c ki n f l u e n c el a wd u r i n gt h e n g a l “ r o a d w a yd r i v a g ew e r ea n a l y z e da n df o u n do u tt h ew e a kp a r t so ft h er o a d w a y s u p p o r t i n ga n dd e t e r m i n e dr e a s o n a b l ec o m p e n s a t i o ns c h e m e s ． B a s e do nt h eg r o u p so fs u r r o u n d i n gr o c ko fr o a d w a yd e f o r m a t i o nm e c h a n i s m ， t h eo p t i m i z a t i o n a ls u p p o r t i n gs c h e m e sf o re a c ho fr o a d w a ya m o n gt h eg r o u p sa r e p r o p o s e da p p l y i n gt h et h e o r e t i c a la n a l y s i sa n de n g i n e e r i n ga n a l o g y ．F o rr o a d w a y s u p p o r t ，am u l t i l e v e lc o m b i n a t i o ns c h e m e sa r ea p p l i e d ．T h ee n g i n e e r i n gp r a c t i c es h o w s t h a tt h ed e f o r m a t i o no ft h es u r r o u n d i n gr o c ki sc o n t r o l l e di nt h er e a s o n a b l er a n g ea f t e r t h en e ws u p p o r ts c h e m ei sa d o p t e da n dt h a tt h ep r o b l e mo ft h ei n s t a b i l i t yo fN O ．11 c o a lr o a d w a yg r o u p si nw e s tw i n gC a nb es o l v e d ． F i g u r e ．[ 4 9 ] ．t a b l e ．【1 0 ] ．r e f e r e n c e 【7 6 】 ．．1 1 1 ．． 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 K e y W o r d s d e e pm i n i n g ；h o 血o n t a lr o a d w a y ；e x c a v a t i o nd i s t u r b a n c e ；t h ed e f o r m a t i o n o fr o a d w a y ；c o m b i n e ds u p p o r t C h i n e s eb o o k sc a t a l o g T D 3 2 ．Ⅳ． 万方数据 目录 目录 摘 妥⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ A b s t r a c t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯． ⋯⋯⋯⋯I ⋯⋯⋯l I I l 绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 1 ．1 问题的提出⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 ．2 国内外研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 1 ．2 ．1 地应力与巷道支护关系研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3 1 ．2 ．2 巷道围岩控制理论研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一4 1 - 2 ．3 深部巷道支护对策⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一5 1 ．2 ．4 存在的问题⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一6 1 ．3 主要研究内容与技术路线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 1 ．3 ．1 主要研究内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一6 1 ．3 ．2 研究方法与技术路线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一7 2 西翼1 1 煤水平巷道群工程地质条件与失稳情况调查分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．9 2 ．1 矿井基本概况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9 2 ．1 1 1 位置和交通⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．9 2 ．1 ．2 矿井基本概况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 2 ．1 ．3区域地质构造⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 2 ．2 西翼1 1 煤巷道群失稳状况调查及影响因素初步分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 2 2 ．2 ．1 西翼11 煤运输大巷工程概况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一1 2 2 ．2 ．2 西翼1 l 煤矸石运输大巷工程概况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一1 5 2 ．2 ．3 西翼1 l 煤轨道大巷工程概况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 7 2 ．2 ．4 西翼1 1 煤回风大巷工程概况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一19 2 ．3 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一2 1 3 岩石物理力学试验与地应力测试⋯⋯ 3 ．1 围岩物理力学参数试验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一2 3 3 ．2 地应力测试⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一2 4 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 3 ．2 ．1 测试仪器及地点的选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 4 3 ．2 ．2 测试结果及分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 5 3 ．3 巷道最佳轴线方位角理论计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 7 3 ．4 主地应力方向与巷道轴线关系数值模拟分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 7 3 ．4 ．1数值模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 7 3 ．4 ．2 模拟方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。2 8 3 ．4 _ 3 数值模拟结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 9 3 ．4 ．4 数值模拟结果分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 0 3 ．4 ．5 朱集西煤矿一水平巷道布置建议⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 0 3 ．5 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 0 4 西翼1 1 煤水平巷道群围岩变形失稳分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 l 4 ．1数值模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯31 4 ．1 ．1 数值分析模型建立及模拟方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 1 4 ．1 ．2 数值模拟分析本构关系⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 2 4 ．2 巷道围岩稳定性理论分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 4 4 ．2 ．1 巷道围岩弹性区次生应力⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 4 4 ．2 ．2 巷道围岩塑性区次生应力及塑性区半径⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 5 4 ．2 ．3 巷道围岩位移场理论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 7 4 ．3 围岩稳定性数值分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 8 4 ．3 ．1 巷道围岩应力场⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 8 4 ．3 - 2 巷道塑性区发育⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 9 4 ．3 ．3 巷道围岩位移⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 0 4 ．4 优化锚杆索间排距对巷道群围岩稳定的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 4 4 ．4 ．1 锚杆索的调整⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 4 4 ．4 ．2 模拟效果对比分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 5 4 ．5 巷道群掘进期间围岩稳定性的影响分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 6 4 ．5 ．1原巷道群掘进与围岩稳定性的关系⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 6 4 ．5 ．2 巷道布置建议⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 0 ．Ⅵ一 万方数据 目录 4 ．6 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。5 0 5 支护方案优化与工业性试验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 3 5 ．1 深部巷道支护原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 3 5 ．2 西翼1 1 煤运输大巷支护优化方案的选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 3 5 ．2 ．1 支护参数理论计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 3 5 ．2 ．2 西翼1l 煤运输大巷支护方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一5 8 5 ．2 ．3 支护试验效果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 9 5 ．3 西翼11 煤矸石运输大巷支护优化方案的选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 9 5 ．3 ．1支护参数理论计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 9 5 ．3 ．2 西翼l l 煤矸石运输大巷支护方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．6 2 5 ．3 - 3 支护试验效果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 2 5 ．4 西翼1 1 煤回风大巷支护优化方案的选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 3 5 ．4 ．1 设计方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 3 5 ．4 ．2 支护方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 3 5 ．4 ．3 西翼l l 煤回风大巷锚喷支护材料参数选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一6 4 5 ．4 ．4 支护参数验算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 5 5 ．4 ．5 支护试验效果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 8 5 ．5 西翼1l 煤轨道大巷支护优化方案的选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 8 5 ．5 ．1 设计方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．6 8 5 ．5 ．2支护方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 8 5 ．5 ．3西翼l1 煤轨道大巷锚喷支护材料参数选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一7 0 5 ．5 ．4 支护参数验算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 0 5 ．5 ．5 支护试验效果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 2 5 ．6 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一7 2 6 主要结论与存在不足⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 6 ．1 主要结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 3 6 ．2 存在问题及展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一7 3 参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。 一Ⅶ． 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 豸[ 谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 1 作者简介及读研期间主要科研成果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 2 万方数据 目录 C o n t e n t s C l I i n e s eA b s t r a c t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯． E n g l i s hA b s t r a c ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯． C h a p t e r1 I n t r o d u c t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 1 ．1I s s u e sr a i s e d ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 1 ．2 T h er e s e a r c hs t a t u sa th o m ea n da b r o a d ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 1 ．2 ．1T h er e s e a r c hs t a t u so f g r o u n ds t r e s sa n dr o a d w a ys u p p o r ．．⋯．．．．．．．．．．⋯⋯．⋯．．。．．．．．．．．3 1 ．2 ．2T h et h e o r yo fs u r r o u n d i n gr o c kc o n l r a la n dt h er e s e a r c hs t a t u s ．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．4 1 ．2 ．3T h ed e e pr o a d w a ys u p p o r t i n gm e a s u r e s ⋯⋯⋯．⋯．．．．．．．．．．．⋯．．．⋯．．，．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．⋯．5 1 ．2 。4 E x i s t i n gp r o b l e m s ．．．．。．．．．．．．⋯．．．。。．⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯。。．，．，．⋯．．．．⋯．．．．．．⋯．．．．．．．．⋯⋯．．．．．．．．．．．．．．6 1 ．3R e s e a r c hc o n t e n t sa n dt e c h n i c a lr o u t eo f t h i sp a p e r ．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．⋯．⋯⋯．⋯．．．．．．．．．．．．．．6 1 ．3 ．1T h em a i nr e s e a r c hc o n t e n t s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．6 1 ．3 ．2T h er e s e a r c hm e t h o d sa n dt h et e c h n i c a lr o u t e ．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．⋯．．．．．．．．⋯⋯⋯．．．．．．．．．⋯．．7 C h a p t e r2 T h e e n g i n n e r i n gg e o l o g i c a lc o n d i t i o na n dr o a d w a yi n s t a b i l i t yo f N O ．1 1 c o a lm i n er o a d w a yg r o u p si nw e s tw i n g ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯- 2 ．1G e n e r a ls i t u a t i o no f m i n e ．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．⋯⋯⋯．⋯⋯⋯．．．．．．．．．⋯．⋯．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9 2 ．1 ．1T h el o c a t i o na n dt l a f n c ⋯⋯⋯．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．⋯⋯⋯⋯．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．9 2 ．1 ．2B a s i cs i t u a t i o no f m i n e ．．⋯．．．．⋯．⋯．⋯．．．．．．．．．．．．⋯⋯．．．．．．⋯．⋯．．．．．．．⋯．．．．．⋯．．．．．⋯．．．．．．．．．．11 2 ．1 ．3 R e g i o n a lg e o l o g i c a ls l r u c t u r c ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．11 2 ．2T h ea n a l y s i so f r o a d w a yf a i l u r eo f N O ．11c o a lm i n er o a d w a yg r o u p si nw e s tw i n 9 1 2 2 ．2 ．1T h ee n g i n e e r i n gs i t u a t i o no f N O ．IIc o a lm i n et r a n s p o r tr o a d w a yi nw e s tw i n g1 2 2 ．2 ．2T h ee n g i n e e r i n gs i t u a t i o no fN O ．11c o a lm i n eg a n g u et r a n s p o r tr o a d w a yi n w e s tw i n g ⋯．．．．⋯⋯⋯．．．．．．．．⋯．．⋯⋯⋯．．．．．．⋯．．．．⋯．．．．．．⋯．．．．．，．．．．．．．．⋯．。⋯⋯⋯⋯。．，．．．⋯．．．．．．⋯．．．。．．．．15 2 ．2 ．3T h ee n g i n e e r i n gs i t u a t i o no f N O ．I Ic o a lm i l l er a i lr o a d w a yi nw e s t w i n g ．．．．．．．．1 7 2 ．2 ．4T h ee n g i n e e r i n gs i t u a t i o no fN O , 11c o a lm i l l em a i nr e t u r nr o a d w a yi nw e s t w i n g ．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．⋯⋯⋯⋯．．．，．．．．．．．．．．．．．．⋯．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯⋯．．⋯⋯．．．．．．．．．．．．．．．，．．．．．．．．．．．1 9 2 ．3 S u m m a r y ．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯⋯⋯．⋯⋯．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 1 ．Ⅸ一 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 C h a p t e r 3 T h eR o c kp h y s i c sm e c h a n i c st e s ta n di n - s i t us t r e s st e s t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 3 3 ．1M e a s u r e m e n tf o rp h y s i c a la n dm e c h a n i c a lp a r a m e n t e r so f s u r r o u n d i n gr o c k ．．．．．．．．．．2 3 3 ．2 T h eI n - s i t us t r e s st e s t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 4 3 ．2 ．1T h ec h o i c eo f t e s ts i t e s ⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯～2 4 3 ．2 ．2T h et e s tr e s u l t sa n d a n a l y s i s ．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．⋯．．．．，⋯⋯．．⋯．．⋯．．．，．．⋯．．⋯．．．．．．⋯．2 5 3 ．3 T h eo r i g i n a lr o c ks t r e s st h e o r e t i c a la n a l y s i so nt h ei n f l u e n c eo ft h es u r r o u n d i n g r o c ko fr o a d w a y ．．．⋯．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．⋯⋯．．．．．⋯．．．．⋯．．．．．．．．．．．⋯．⋯⋯⋯⋯。2 7 3 ．4N u m e r i c a ls i m u l a t i o na n a l y s i so fi n s i t us t r e s s d i r e c t i o nt ot h er o a d w a y s u r r o u n d i n gr o c kd e f o r m a t i o n ．．．．．．．．⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯．．．．．．⋯⋯．．．．．．．．⋯．．⋯．．．．．．⋯．2 7 3 ．4 ．1T h en u m e r i c a lm o d e l ．．⋯．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．．．．⋯．2 7 3 ．4 ．2S i m u l a t i o ns c h e m e ．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．⋯．．⋯．．．．．．．．．．⋯．．．．⋯．．⋯⋯．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。2 8 3 ．4 ．3T h er e s u l t so f n u m e r i c a ls i m u l a t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2 9 3 ．4 ．4T h ea n a l y s i so f n u m e r i c a ls i m u l a t i o nr e s u l t s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 0 3 ．4 ．5T h er o a d w a yl a y o u tp r o p o s a lo f Z h u j i x im i n i n g ．．．⋯．．．．．．．．．．．⋯．．．⋯．⋯．⋯．．⋯⋯⋯⋯．3 0 3 ．5 S u m m a r y ⋯．⋯．．．．．．．⋯．．．．．．．⋯．⋯．．．．．．．．．．．⋯．．⋯．⋯．．⋯．．．．．．．．．⋯．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．，．．．．．．．．．．⋯3 0 C h a p t e r4 D i s t o r t i o na n ds t a b i l i t yo fm e c h a n i s mo fN O ．1 1c o a lm i n er o a d w a y g r o u p si nw e s tw i n g ⋯⋯⋯ ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 l 4 ．1N u m e r i c a lm o d e l ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 1 4 ．1 ．1N u m e r i c a lm o d e lb u i l d i n ga n dS i m u l a t i o nS c h e m e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．31 4 ．1 ．2 A n a l y s i so nd i s p l a c e m e n tf i e l do f r o a d w a ys u r r o u n d i n g r o c k ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 2 4 ．2T h e o r e t i c a la n a l y s i so f r o a d w a ys u r r o u n d i n gr o c ks t a b i l i t y ⋯⋯⋯．．．⋯⋯⋯．．．．．．．．．．．．．⋯3 4 4 ．2 ．1N u m e r i c a lT h es e c o n d a r ys t r e s ss u r r o u n d i n gr o c ke l a s t i cz o n e ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3 4 4 ．2 ．2N u m e r i c a lT h es e c o n d a r ys t r e s sa n dt h er a d i u so fs u r r o t m d i n gr o c ki n p l a s t i c z o n e ．⋯．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．，．，⋯．．．．⋯．．．．．．．⋯⋯⋯．．．．．．．．．⋯3 5 4 ．2 ．3N u m e r i c a lT h et h e o r yo f r o a d w a ys u r r o u n d i n gr o c kd i s p l a c e m e n t f i e l d ．．．．．．．．．⋯3 7 4 ．3N u m e r i c a la n a l y s i s ⋯．。．。．．．．．．．⋯．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．．⋯．．．．．．．．．．．⋯．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯3 8 4 ．3 ．1T h es t r e s sf i e l do f r o a d w a ys u r r o u n d i n gr o c k ．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．