深井馬頭門應(yīng)力集中圍巖控制數(shù)值模擬論文

1、深井大斷面馬頭門支護(hù)理論及技術(shù)研究【摘要】 隨著我國(guó)對(duì)煤炭資源需求的不斷增加,淺部資源已經(jīng)不能滿足我國(guó)國(guó)民生產(chǎn)的需求,特別是山西省部分地區(qū)的淺部煤炭資源已經(jīng)開始枯竭,而新興的能源在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)不能滿足我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展所需能源的要求。因此,為了實(shí)現(xiàn)煤炭資源的可持續(xù)發(fā)展,開采深部煤炭資源即深井開采是我國(guó)未來煤炭發(fā)展的主要方向。馬頭門作為井筒與車場(chǎng)巷道連接處其受力狀態(tài)十分復(fù)雜。特別對(duì)于開采深度的增加礦井,馬頭門在施工、支護(hù)時(shí)存在地應(yīng)力大、巷道斷面大、自由面較多、受多次施工擾動(dòng)、應(yīng)力集中嚴(yán)重等急需解決的問題。國(guó)外對(duì)深井馬頭門支護(hù)設(shè)計(jì)極為重視,在設(shè)計(jì)及施工等方面采取了系列特殊措施,如對(duì)深井高地壓軟弱地層,

2、馬頭門多采取密集工字鋼結(jié)構(gòu),在設(shè)計(jì)方面,對(duì)其上下段井壁進(jìn)行了特殊處理,以確保馬頭門和井筒的安全。本文以呂梁孝義市興躍煤礦副立井馬頭門的支護(hù)為研究對(duì)象,采用現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、力學(xué)實(shí)驗(yàn)、理論分析和數(shù)值模擬等研究手段,具體分析了興躍煤礦副立井馬頭門的受力情況、破壞形式及支護(hù)方式的優(yōu)化,所作的主要工作如下：1、通過現(xiàn)場(chǎng)取樣及實(shí)驗(yàn)室?guī)r石力學(xué)性質(zhì)的測(cè)定,得出了興躍煤礦副立井馬頭門圍巖力學(xué)性質(zhì)參數(shù),為理論分析、數(shù)值模擬等奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。2、通過理論分析,得出了. 更多還原【Abstract】 With the increasing demand of coal resources in our coun

3、try,shallow resources cant meet our demand of national production.Especially in some areas of Shanxi province,shallow resources are nearly exhausted.While newly developed energy still cant satisfy the needs of resources in economic development.Therefore,exploration of deep coal resources become the

4、main developmental direction of future mining industry in order to realize coal resources sustainable development.As the joint of shaft bottom. 更多還原 【關(guān)鍵詞】 深井； 馬頭門； 應(yīng)力集中； 圍巖控制； 數(shù)值模擬； 【Key words】 deep mine； ingate； stress concentration； ground control； numerical simulation； 摘要 3-5 ABSTRACT 5-6 第一

5、章 緒論 9-17 1.1 研究背景及意義 9 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 9-13 1.2.1 巷道圍巖控制理論研究現(xiàn)狀 10 1.2.2 錨桿支護(hù)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 10-11 1.2.3 錨桿支護(hù)理論發(fā)展現(xiàn)狀 11-12 1.2.4 錨索技術(shù)研究現(xiàn)狀 12-13 1.2.5 馬頭門數(shù)值模擬技術(shù)研究現(xiàn)狀 13 1.3 主要研究?jī)?nèi)容及方法 13-14 1.4 研究技術(shù)路線 14-17 第二章 礦井地質(zhì)概況及煤巖力學(xué)試驗(yàn) 17-25 2.1 井田位置 17-18 2.2 井田地質(zhì)構(gòu)造 18-20 2.2.1 地質(zhì)構(gòu)造 18 2.2.2 煤層賦存特征 18-20 2.3 圍巖物理力學(xué)參數(shù)的測(cè)定 20-25

6、 2.3.1 巖樣單軸抗壓強(qiáng)度的測(cè)定 20-23 2.3.2 巖樣抗拉強(qiáng)度的測(cè)定 23-25 第三章 巷道礦壓特征及圍巖支護(hù)作用力機(jī)理研究 25-43 3.1 概述 25 3.2 馬頭門圍巖應(yīng)力分布規(guī)律及變形特征 25-36 3.3 應(yīng)力場(chǎng)疊加效應(yīng) 36-37 3.4 支護(hù)原則與支護(hù)載荷的確定 37-42 3.4.1 支護(hù)設(shè)計(jì)原則 37-39 3.4.2 錨固體結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)的確定 39-40 3.4.3 錨固結(jié)構(gòu)的力學(xué)參數(shù) 40-42 3.5 小節(jié) 42-43 第四章 副立井馬頭門支護(hù)技術(shù)研究 43-69 4.1 支護(hù)方式與支護(hù)參數(shù)的設(shè)計(jì) 43-45 4.2 馬頭門支護(hù)方案的數(shù)值模擬 45-62 4.2.1 馬頭門數(shù)值模型的建立 45-49 4.2.2 馬頭門第段數(shù)值模擬分析 49-54 4.2.3 馬頭門第段數(shù)值模擬分析 54-57 4.2.4 馬頭門第段數(shù)值模擬分析 57-62 4.3 馬頭門支護(hù)方式的確定 62-69 4.3.1 副立井馬頭門第段錨桿支護(hù)設(shè)計(jì) 62-64 4.3.2 副立井馬頭門第段錨桿支護(hù)設(shè)計(jì) 64-66 4.3.3 副立井馬頭門第段錨桿支護(hù)設(shè)計(jì) 66-69 第五章