煤矿深立井马头门围岩稳定性研究及其控制技术

绪论

研究的背景和意义

1.2国内外研究现状

1.2.1理论分析

1.2.2试验研究

1.2.3控制技术

主要研究内容与方法

1.3.1研究内容。

1.3.2研究方法与技术路线

2煤矿深部地层岩石蠕变试验研究

2.1概述

2.2砂质泥岩三轴蠕变试验，

2.2.1主要试验设备

2.2.2三轴蠕变试验过程

2.3砂质泥岩变参数非线性蠕变本构模型

线性伯格斯模型.

2.3.2变参数非线性伯格斯模型

2.3.3蠕变模型参数辨识方法

蠕变模型参数的辨识与验证

3深立井马头门围岩历时稳定性分析

3.1数值模拟软件...

3.2深立井马头门的原型

3.3深立井马头门数值计算模型

3.4单元类型和本构关系

3.4.1单元类型

3.4.2 ABAQUS 用户本构关系的二次开发

3.5模型边界条件及初始条件

3.6马头门开挖与支护数值模拟方法

3.7马头门施工步骤

3.8数值计算结果及分析

3.8.1井筒纵向剖面围岩位移场和应力场

3.8.2马头门竖向剖面围岩位移场和应力场

3.8.3各剖面围岩塑性区

小结。

煤矿深立井连接硐室群围岩数值模拟及分析

4.1蠕变本构模型

4.1.1 ABAQUS模拟的蠕变本构模型

4.1.2单元类型，

数值计算模型概况

4.2.1工程概况

4.2.2模型尺寸

4.2.3材料参数

4.2.4模型边界的选取

4.2.5模型蠕变参数设置

4.2.6嗣室群开挖顺序的设定，

数值计算结果

4.3.1开挖过程中1一1剖面围岩应力场及位移场

4.3.2模拟蠕变阶段2一2剖面围岩应力、应变及位移场

4.3.33一3剖面围岩应力场及位移场分析

4.3.41-1剖面与2-2剖面围岩应力场历时变化分布

4.4小结

5深立井马头门围岩响应规律试验研究

5.1相似准则

5.1.1一几何相似常数・

相似材料

5.1.3荷载相似常数・

相似模型试验系统

+5.2.1试验模型制作和安装

5,2.2模型试验测试系统

5.2.3模型试验加载和测试方案

5.2.4模型试验井简和马头门开挖

试验结果分析

5.3.1围岩应力和变形

5.3,2井简和马头门衬砌结构内力变化

5.3.3围岩松动圈测试结果

5,4小结

深立井马头门围岩变形控制技术

6.1围岩变形控制技术的依据

6.2马头门地面注浆加固

爆破扰动控制技术

6.4 马头门隔离孔施工与整体浇筑

6.4.1马头门隔离孔施工

6.4.2马头门整体浇筑

6.5马头门处井壁支护结构优化

6.5.1马头门处井壁支护结构分级优化

6.5.2望峰岗矿马头门处井壁结构优化

6.6马头门支护结构优化

6.6.1马头门支护结构分级优化

6.6.2潘一东矿副井马头门支护结构优化

6.7小结

7深立井马头门支护优化与变形控制技术工程应用

7.1潘一东矿马头门支护优化与变形控制技术工程应用

7.1.1副井马头门衬砌结构钢筋应力和混凝土应变监测

7.1.2副井马头门衬砌结构表面收敛位移监测

7.1.3马头门稳定性分析

7.2望峰岗矿第二副井马头门支护优化与变形控制技术工程应用

7.2.1监测元件布置

7.2.2监测结果及分析

7.3海孜矿马头门支护结构优化工程应用

7.3.1初次衬砌监测

7.3.2马头门二次衬砌受力监测

7.4小结

结论与展望

(40 8.1主要结论

8.2创新点

8.3

展望

参考文献・

煤矿深井多呈现出工程地质条件复杂、地压大等特点。由于深立井马头门位处矿井咽喉部位，设计断面大，在施工过程中，围岩反复受到扰动，因此，深立井马头门破坏的现象时有发生，严重影响围岩稳定性和支护结构安全。针对上述技术难题，以确保深立井马头门围岩稳定和支护结构安全为目的，采用理论分析、数值模拟、模型试验和现场实测相结合的研究方法，系统地开展了深立井马头门围岩历时稳定性分析、控制技术与应用等方面的研究。伴随国内外煤矿资源采掘深度逐渐加大，深立井马头门围岩控制技术的应用必将得到重视和推广。