深井软岩硐室群围岩稳定性分析与控制研究

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国民经济的发展以资源消耗为前提,尤其是矿产资源,我国经济在近些年迅猛发展,煤炭资源也加大了开采力度,我国煤炭的浅部资源逐渐枯竭,煤炭资源的开发逐步由浅部向深部转移,深井状态下,应力逐渐增大,岩体性质发生改变,围岩一定应力环境下表现为软岩性质,软岩工程问题成为当下深部开采的重要工程问题。深部软岩硐室,如水仓、机电硐室、水泵房、永久避难硐室等,由于服务年限长,硐室围岩在长期高地应力的作用下,由于软岩的流变特性围岩将会发生蠕变,硐室最终会发生收敛变形。传统的支护方式无法保持深部软岩硐室的稳定性。本文通过对深部软岩硐室群稳定性影响因素进行分析,得出地应力、施工顺序、支护方式对围岩稳定性的影响最为显著。  本文以新河煤矿-980m水平硐室群为研究背景,综合运用理论分析、数值模拟、现场实测等方法和手段,进行深井软岩硐室群围岩控制研究。  分析硐室群围岩稳定性影响因素,结合数值模拟对硐室设计方案和硐室群施工方法进行着重研究。得出不同保护宽度影响下,两相同断面尺寸硐室和不同断面尺寸硐室围岩应力随着岩柱宽度增大而增大,硐室围岩位移量逐渐减小。根据工程体开挖条件及经济条件约束,对既有设计方案进行施工方案优化,应用FLAC3D模拟计算最小破坏区,最终得出最优施工方案BA2A3A1A4A5。  通过对软岩支护理论的研究,根据之前模拟研究,对硐室群做支护设计,提出泵房主体前期采用锚网、注浆锚索、喷浆、注浆加固,后期采用钢筋混凝土砌碹进行联合支护;壁龛前期采用锚网索喷、注浆加固,后期采用钢筋混凝土砌碹联合支护。对现场监测结果进行分析,结果表明,巷道整体维护效果良好,说明深井软岩硐室群采用的联合支护方法合理可行,能有效稳控围岩,具有较好的推广应用价值。
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