深部巷道“雙殼”支護力學模型及機理研究.pdf

1、我國生產(chǎn)礦井逐漸進入深部開采時代，深井工程軟巖巷道變形量大、破壞嚴重、流變持續(xù)時間長的問題極大制約了礦業(yè)開采的進一步發(fā)展，致使生產(chǎn)成本增加。為解決深井巷道支護難的問題，本文搜集并敘述了國內外對深井軟巖巷道支護的研究進展，介紹了一種新的支護理論。
　　通過調查深井巷道圍巖的破壞特征和原因，基于強化圍巖支護體自身結構的理念，結合了工程實踐中“淺部低壓注漿、深部高壓注漿”的二次注漿+錨桿+錨索支護的研究，提出了深井巷道“雙殼”注漿加固支

2、護理論。建立了“單殼”、“連續(xù)雙殼”、“非連續(xù)雙殼”三類模型，并根據(jù)巖體強度破壞準則及彈塑性力學理論，構建了“雙殼”物理力學模型，理論推導了“雙殼”支護體的應力分布、位移及分區(qū)半徑的計算公式，并采用D-P準則考慮中間主應力和巖石脆性損傷理論本構關系對巷道圍巖的彈塑性分析進行了優(yōu)化，使物理模型更符合實際情況。
　　本文主要采用數(shù)值模擬軟件進行研究分析。首先模擬了裸巷在不同埋深，不同圍巖強度條件下巷道圍巖的應力分布特征、移動變形規(guī)律，

3、總結了巷道各部分圍巖變形失穩(wěn)原因以及支護要點，為研究“雙殼”支護機理奠定基礎。然后通過模擬對比裸巷、“單殼”結構、連續(xù)“雙殼”結構、非連續(xù)“雙殼”結構的圍巖應力分布及變形規(guī)律，研究深井軟巖巷道“雙殼”支護機理。
　　深入分析“雙殼”的支護機理:認為巷道受高壓作用使應力隨塑性區(qū)的擴大由淺部向深部轉移，而錨桿+淺部注漿形成支護殼，改善了淺部破碎圍巖結構，保證了圍巖完整性;錨索+深部高壓注漿形成加固殼，改善了深部圍巖力學特性，緩解了深部