深部巷道围岩变形机理及稳定性评价.pdf

论文题目 深部巷道围岩变形机理及稳定性评价 作者姓名韭勇 专业名称芷些王程 指导教师割童医 副指导教师韭明 论文提交日期 论文答辩日期 授予学位日期 入学时间2 Q 1 2 生2 旦 研究方向芷出匿左皇蚩星整剑 职称麴捶 职称班塞旦 旦且月一 量 5 6 一 嚣～ 4 4 4 11111_一一 0 一 O 一 0 一 坐盟巡 万方数据 T H ES T A B I L I T Yo FD E E PR 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 M E C H A I N M I S MR E S E A R C HA N DE V A L U A T I o N AD i s s e r t a t i o ns u b m i t t e di nf u l f i l l m e n to ft h er e q u i r e m e n t so ft h ed e g r e eo f M 【A S T E Ro FP H I L o S o P H Y f r o m S h a n d o n gU 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 b y Z h a n gY o n g S u p e r v i s o r P r o f e s s o r L i uL i m i n C o l l e g eo fM i n i n ga n dS a f e t yE n g i n e e r i n g M a y ．2 0 1 4 万方数据 声明 本人呈交给山东科技大学的这篇硕士学位论文，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其它任何学术机 关作鉴定。 硕士生签名 日 A F F I R M A T I o N 弘匆 9 j 氓哆、} 。 1d e c l a r et h a tt h i sd i s s e r t a t i o n ，s u b m i t t e di nf u l f i l l m e n to ft h er e q u i r e m e n t sf o rt h e a w a r do fM a s t e ro fP h i l o s o p h yi nS h a n d o n gU 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 , i s w h o l l ym yo w nw o r ku n l e s sr e f e r e n c e do fa c k n o w l e d g e ．T h ed o c u m e n th a sn o tb e e n s u b m i t t e df o rq u a l i f i c a t i o na ta n yo t h e ra c a d e m i ci n s t i t u t e ． S i g n a t u r e 办卿而■ U D a t e 驴』坎易、7 。 万方数据 山东科技大学硕士学位论文 摘要 摘要 本论文主要通过分析深部工程的特点、深部岩体所处的复杂的地质力学环境、深井 巷道围岩的变形力学机理、煤岩体的力学参数分析、预应力让压锚杆的结构特征以及稳 定可控性的研究与分析，进行了必要的理论分析和计算，同时结合工程模拟软件F L A C 3 D 的模拟，确定了本煤田深井围岩的工程软岩类别，结合相邻煤矿深井巷道的支护方案， 初步选取巷道断面形状为矩形和直墙拱形，支护系统的各项参数，随后运用工程类比法 初步评价巷道围岩的稳定性，对矿井建设井底车场、工作顺槽等巷道的可支护性进行评 价，并提出相关的技术建议。 首先，查阅资料了解了深部工程的观点，剖析了深部工程的工程特征和深部工程岩 体的复杂的地质力学环境；其次，分析研究了深井巷道围岩的变形破坏机理，并对其影 响因数做了简单总结；第三，深入研究了煤岩体的力学参数，应用M T S 三维伺服机对 主要可采煤层、项底板岩体力学参数进行测试；提供不同围压条件下的煤层及顶底板力 学性能参数；第四，分析研究了锚杆支护机理，并通过增加让压构件来提高支护系统的 支护效率，其自身承载力以及在有效控制围岩变形上都比普通锚杆出色，保证了巷道的 稳定性和安全性；第五，参考临近矿井的支护方案，结合钻孔提供的地质资料，借助于 理论计算确定巷道支护方案的相关参数，使得巷道围岩的变形得到控制，应力达到动态 平衡；第六，借助于数值模拟软件F L A C 引’来进行本次模拟，通过对模拟结果的分析， 研究巷道围岩的变形量，主要是参考巷道围岩的位移量，分析并对比不同方案的效果， 对工作顺槽和井底车场的建设提供合理的意见。运用工程类比的思想，对模拟成果进行 了阐述，确定本煤田的深井巷道围岩的变形是可以控制地。 从l I 』东省煤炭工业发展的前景来看，浅部煤炭资源日近枯竭，省内各大煤矿集团下 属重点煤矿相继进入深部开采，煤矿深部开采能否做到安全开采问题不仅关系到老矿区 的可持续发展，也决定着山东省未来煤炭工业发展方向，其中深井巷道围岩变形的可控 性与否至关重要，因此研究深井巷道围岩的稳定性，对煤矿的深部开采具有重要作用。 关键词深部工程岩体；深部开采；预应力让压锚杆数值模拟；巷道围岩 万方数据 山东科技大学硕士学位论文 摘要 A BS T R A C T T h i sd i s s e r t a t i o ni sb a s e do na n a l y z i n gt h ee n g i n e e r i n gt h a th a v ec h a r a c t e r i s t i c so ft h ed e e p ， c o m p l e xg e o l o g i c a lm e c h a n i c se n v i r o n m e n ti nw h i c hd e e pr o c kd e f o r m a t i o nm e c h a n i s mi n d e e ps u r r o u n d i n gr o c km e c h a n i c s ，t h ea n a l y s i so fc o a l a n dr o c km e c h a n i c sp a r a m e t e r s ， r e s e a r c ha n da n a l y s i so nt h ep r e s s u r eb o l to fs t r u c t u r ec h a r a c t e r i s t i c so ft h eo fc o n t r o l l a b i l i t y a n ds t a b i l i t y , c o n d u c t e dn e c e s s a r yt h e o r e t i c a la n a l y s i sa n dc a l c u l a t i o n ，u t i l i z e dt h es i m u l a t i o n s o f t w a r eF L A C 3 Dt od e t e r m i n et h er o c k o ft h ec o a lp r o j e c t si nd e e ps o f tr o c kc a t e g o r y , c o m b i n e dw i t ht h ea d j a c e n tc o a lr o a d w a ys u p p o r t i n gs c h e m eo fd e e pw e l l ，t h ep r e l i m i n a r y s e l e c t i o no fr o a d w a yc r o s ss e c t i o ns h a p ec o n t a i n e d a r c h ，r e c t a n g l ea n ds t r a i g h tw a l l ，a l l k i n d so fp a r a m e t e r sf r o ms u p p o r t i n gs y s t e m ．T h e nw i e l de n g i n e e r i n ga n a l o g yt op r e l i m i n a r y e v a l u a t i o no ft h es t a b i l i t yo fs u r r o u n d i n gr o c k ，c o n s t r u c t i o no ft h em i n es h a f tb o t t o m ，a n d o t h e rr o a d w a yw o r kt r o u g hC a ns u p p o r tw a se v a l u a t e d ，a n dm a k er e l e v a n tt e c h n i c a la d v i c e F i r s t l y ，c h e c k i n gd a t at ou n d e r s t a n dt h ec o n c e p to fd e e pe n g i n e e r i n g ，a n da n a l y s i so ft h e c h a r a c t e r i s t i c sa n dc o m p l e xg e o l o g i c a le n g i n e e r i n gm e c h a n i c se n v i r o n m e n t a le n g i n e e r i n go f r o c kd e e pe n g i n e e r i n g ；S e c o n d l y ，t h ea n a l y s i so ft h ed e f o r m a t i o na n df a i l u r em e c h a n i s m si n d e e pr o a d w a y , a n dm a k ei t si m p a c tf a c t o rab r i e fs u m m a r y ；t h i r d ，i n d e p t hs t u d yo ft h e m e c h a n i c a lp a r a m e t e r so fc o a la n dr o c k ，t h ea p p l i c a t i o no ft h r e e d i m e n s i o n a lM T Ss e r v om a i n c o a ls e a m ，r o o fa n df l o o rr o c km e c h a n i c sp a r a m e t e r sf o rt e s t i n g ；p r o v i d em e c h a n i c a ls e a m sa n d r o o fa n df l o o rc o n d i t i o n su n d e rd i f f e r e n tc o n f i n i n gp r e s s u r e sp e r f o r m a n c ep a r a m e t e r s ；F o u r t h ， t h ea n a l y s i so ft h eb o l t i n gm e c h a n i s ma n db yi n c r e a s i n gt h es t r u c t u r eo ft h ey i e l db o l tt o i m p r o v et h ee f f i c i e n c yo fs u p p o r ts y s t e m ，i t sc a r r y i n gc a p a c i t y , a sw e l la si nt h ee f f e c t i v e c o n t r o lo fs u r r o u n d i n gr o c kd e f o r m a t i o nt h a nn o r m a lb o l tw e l l ，e n s u r i n gt h es t a b i l i t yo ft h e r o a d w a ya n ds a f e t y ；F i f t h ，u p p o r t i n gs c h e m er e f e r e n c en e a rm i n e ，r i l l i n gg e o l o g i c a ld a t a p r o v i d e db ym e a n so ft h e o r e t i c a lc a l c u l a t i o n st od e t e r m i n et h ep a r a m e t e r so ft h ep r o g r a mo f r o a d w a y , k i n gd e f o r m a t i o no fs u r r o u n d i n gr o c ku n d e rc o n t r o ls t r e s sd y n a m i ce q u i l i b r i u m ； s i x t h ，n u m e r i c a ls i m u l a t i o ns o f t w a r eF L A C 3 Dw e r ep e r f o r m e db y ，a st h es i m u l a t i o nr e s u l t s c o m eo u t ，w ec a l ls e et h ed i s p l a c e m e n to ft h et o pf l o o ra n dt h es i d ew a l lt oh e l pa n a l y z et h e d e f o r m a t i o no fs u r r o u n d i n gr o c k ，a n dc h e c kt h ev e r t i c a la n dh o r i z o n t a ls t r e s sc l o u dt oa n a l y z e 万方数据 山东科技大学硕士学位论文摘要 t h es i t u a t i o no fr o a d w a y ，t h e nc o m p a r et h ea n a l y s i so fd i f f e r e n ts c e n a r i o st od e t e r m i n et h e m o s tr e a s o n a b l ea n de c o n o m i c a ls u p p o r tp r o g r a m ．U s i n ge n g i n e e r i n ga n a l o g ym e t h o d ，t h e s i m u l a t i o nr e s u l t sw e r ea n a l y z e dt od e t e r m i n et h ed e f o r m a t i o no ft h er o a d w a yi nd e e pc o a lC a n b ec o n t r o l l e dm a n n e r F r o mt h ep r o s p e c to ft h ed e v e l o p m e n to ft h ep r o v i n c e ’Sc o a li n d u s t r y , t h es h a l l o wc o a l r e s o u r c e sn e a rd e p l e t i o nd a t e ，t h ep r o v i n c e ’Sm a j o rc o a lm i n e sh a v ee n t e r e dt h eg r o u p ’Sf o c u s o nd e e pm i n i n g ，t h ei s s u eo fc o a lm i n i n gc a nb ed o n es a f e l yi nd e e pm i n i n gi sn o to n l yr e l a t e d t ot h eo l dm i n e sc a nb es u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t ，b u ta l s od e t e r m i n et h ef u t u r ed i r e c t i o no ft h e c o a li n d u s t r yi nt h ep r o v i n c e ，w h i c hi se s s e n t i a lo rn o tc o n t r o l l e di nd e e pr o a d w a y d e f o r m a t i o n ， S Ot h er e s e a r c hs u r r o u n d i n gr o c ks t a b i l i t yi nd e e pm i n i n go fc o a lh a sa ni m p o r t a n tr o l e ． K e y w o r d s d e e pe n g i n e e r i n gr o c km a s s ；d e e pm i n i n g ；l e tt h ep r e s s u r ep r e s t r e s s e d a n c h o r ；n u m e r i c a ls i m u l a t i o n ；s u r r o u n d i n gr o c ko fr o a d w a y 万方数据 山东科技大学硕士学位论文 目录 目录 1 绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。l 1 ．1 论文选题的原因及意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 ．2 国内外研究现状及存在问题⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 ．3 论文研究的主要内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．6 1 ．4 本论文研究方法及技术路线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 2 深部岩体特点以及圈岩变形破坏现象⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．8 2 ．1 深部开采与浅部开采的区别⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 2 ．2 深部工程岩体特点⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．9 2 ．3 深井开采岩体破坏机理的研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 2 2 ．4 深部开采巷道围岩变形破坏现象⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 4 2 ．5 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 5 3 深井巷道围岩稳定性和影响因素的分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 6 3 ．1 深井巷道围岩特点⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 7 3 ．2 深井巷道围岩变形力学机理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 8 3 ．3 深井巷道围岩稳定的影响因素⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 9 3 ．4 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 1 4 深部巷道锚杆支护机理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 3 4 ．1 锚杆 索 支护理论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 3 4 ．2 锚杆对岩石强度的作用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 6 4 ．3 锚杆对岩石分层裂隙的加固作用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 7 4 ．4 锚杆支护效果的关键因素分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 9 4 ．5 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 9 5 煤岩体的力学参数选取及支护方案设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 l 5 ．1 煤岩体的力学参数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3I 5 ．2 支护方案的设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3 3 5 ．3 数值模拟软件简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 0 5 ．4 模型建立⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 l 5 ．5 模拟结果分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 3 万方数据 坐至型垫奎兰堡兰兰垡笙苎 旦茎 5 ．6 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 9 6 深部巷道围岩稳定性评价⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 1 6 ．1 巷道围岩稳定性分类⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 l 6 ．2 围岩稳定性评价⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 3 6 ．3 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一5 4 7 结论与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 5 7 ．1 主要结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一5 5 7 ．2 展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 5 致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一5 7 参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一5 8 万方数据 些查型堇查兰堡主兰垡笙苎 旦墨一 C o n t e n t s 1I n t r o d u c t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．I I ．1C a u s e sa n ds i g n i f i c a n c eo f t h e s i st o p i c s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 ．2S t a t u sa n dp r o b l e m so f d o m e s t i ca n d f o r e i g nr e s e a r c h ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．- ．．- ．．．．．- ．．．．．．．1 1 ．3T h em a i nc o n t e n to f t h et h e s i sr e s e a r c h ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6 i ．4 T h em e t h o d sa n dt e c h n o l o g yr o a d m a po f t h i st h e s i sr e s e a r c h ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6 2D e e pr o c km a s sc h a r a c t e r i s t i c sa n dt h es u r r o u n d i n gr o c kd e f o r m a t i o na n df a i l u r e p h e n o m e n a ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 2 ．1T h ed i f f e r e n c eb e t w e e ne x p l o i t a t i o na n de x p l o r a t i o no f t h ed e e ps h a l l o w ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．8 2 ．2E n g i n e e r i n gc h a r a c t e r i s t i c so f d e e pr o c k ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9 2 ．3S t u d y t h e f a i l u r e m e c h a n i s m o fr o c k d e e p m i n i n g 【3 5 】⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一1 2 2 ．4D e e pm i n i n gr o a d w a yd e f o r m a t i o na n df a i l u r eo f p h e n o m e n a ．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．⋯．⋯⋯．⋯．1 4 2 ．5S u m m a r y 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l t C a b l e s u p p o r tt h e o r y ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2 3 4 ．2E f f e c t so f r o c ks t r e n g t hb o l t ⋯⋯．．．．．．．．⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．⋯．⋯．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 6 4 ．3S t r a t i f i e dr o c kb o l tr e i n f o r c e m e n to f E f f e c t sf r a c t u r e ．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 7 4 ．4T h ek e yf a c t o r sb o l t i n ge f f e c t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 9 4 ．5S u m m a r y ．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 9 5C o a la n dr o c km e c h a n i c sp a r a m e t e r ss e l e c t i o na n ds u p p o r td e s i g n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．31 5 ．1M e c h a n i c a lp a r a m e t e r so f c o a la n dr o c k ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 1 5 ．2D e s i g ns u p p o r tp r o g r a m s ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3 3 5 ．3T h ed e s c r i p t i o no f N u m e r i c a lS i m u l a t i o nS o f t w a r e ．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．⋯⋯⋯⋯4 0 5 ．4 T h ee s t a b l i s h m e no f m o d e l ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯4 1 5 ．5T h es i m u l a t i o nr e s u l t sa n a l y s i s ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．。．．。．．．．．．．．．．．．．。．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 8 万方数据 山东科技大学硕士学位论文 目录 5 ．6S u m m a r y ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．，．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯．．4 9 6D e e pr 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 ye v a l u a t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．51 6 ．1S t a b i l i t yc l a s s i f i c a t i o no f s u r r o u n d i n gr o c ko f r o a d w a y ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯5 1 6 ．2T h es t a b i l i t ye v a l u a t i o no f s u r r o u n d i n gr o c k ．．．．．．．⋯．．．．．⋯．．．⋯⋯⋯．⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯．．．⋯．．．．．．．．．5 2 6 ．3S u m m a r y ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5 3 7C o n c l u s i o na n d0 u t l o o k ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ；q l 7 ．1T h em a i nc o n c l u s i o n s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 1 ； 7 ．2O u t l o o k ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯．⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．． ； ； A c k n o w l e d g e m e n t s ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5 7 R e f e f e n c e s ．⋯⋯⋯⋯．⋯⋯．．．．．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯．．⋯⋯．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．5 8 万方数据 山东科技大学硕士学位论文 绪论 1 ．1 论文选题的原因及意义 世界能源消费量的增加和世界经济规模的增长呈现正比例关系。在世界一次能源的 消耗中，环境问题越来越突出，受到了人们更大的关注，科技的发展，促进了能源技术 不断进步，清洁能源不断增长。但是，科学技术条件和经济性因素的限制了以核能、风 能和生物质能为主体的新能源的发展。在可预测的时问内，非化石能源要想更大程度的 替代化石能源还是有很大的困难，因此，新型能源和可以再生的能源目前还处在为常规 能源作补充的地位⋯。 本研究项目提到的深部开采是指开采深度超过1 0 0 0 m 的在生产或在建煤矿，目前山 东省此类生产煤矿有1 6 处、在建矿井4 处，今后全省将有更多的煤矿进入深井开采的行 列。根据山东省相关部门对5 8 对国有煤矿的统计，目前已探明的剩余储量大约为8 9 亿 吨，考虑到开采的可行性，实际可以利用且能开采的储量仅为2 0 亿吨左右。将来五到十 年内，I I I 东省煤炭企业的大都矿井将进入深部开采阶段或者是朽迈期。查阅资料可知， 在山东省的储备煤炭资源中，未开挖的或是部分开