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深埋隧道层状围岩力学特性及变形防控研究

深埋隧道层状围岩力学特性及变形防控研究

作者：赵煜安徽理工大学

学位级别：硕士

我国西部地区地质条件复杂,构造发育和断层分布较广。该区域地下隧道存在埋深大、地应力高且应力差较大、构造应力场复杂、结构面分布特征多变、层状岩体各向异性等较为复杂的工程地质问题,导致其选线和施工都面临着相当严峻的考验。在... 详细信息

我国西部地区地质条件复杂,构造发育和断层分布较广。该区域地下隧道存在埋深大、地应力高且应力差较大、构造应力场复杂、结构面分布特征多变、层状岩体各向异性等较为复杂的工程地质问题,导致其选线和施工都面临着相当严峻的考验。在复杂地质构造背景下,层状岩体的力学特性受结构面影响较大,开挖卸荷后其破坏机制以及破坏模式与其它岩体相比存在显著不同。因此,开展高地应力下的深埋隧道层状围岩力学特性研究以及变形等级评估工作对现场的设计和施工有着重要的指导意义。全文主要从以下角度进行了研究:(1)结合现场地质条件以及勘测资料,对川藏铁路多吉隧道、多木格隧道、郑万铁路保康隧道进行了工程地质条件分析,主要以层状板岩和页岩为研究对象,并拟定了研究的技术路线。(2)基于板岩在饱和状态下与非饱和状态下的单轴和三轴压缩试验对比结果,分析了板岩遇水软化特点以及显著的各向异性特征对实际工程建设的影响。(3)基于页岩电镜扫描试验结果,从细观尺度下,分析了不同层理倾角的页岩破坏面特点,从宏观角度研究了不同层理角度、围压下页岩的力学变形特征,分析了页岩的长期强度特征、流变特征。(4)通过页岩蠕变过程中的循环加卸载试验,分析了页岩蠕变过程中的参数损伤演化特点以及长期力学特性,为后续的设计、岩体开挖、稳定性研究提供了参考。(5)基于板岩的力学变形特性、物性试验分析以及遇水软化性质等,分析了多吉隧道和多木格隧道围岩变形机制,并结合该区域工程地质条件和线路方案提出了考虑层状倾角的围岩变形判据,得到了各级别变形的区段划分以及占比结果。(6)利用FLAC3d数值计算,对层状页岩的变形破坏特征进行了数值模拟,得到不同层理夹角情况下隧洞围岩的变形和塑性区演化规律,并结合现场实际监测数据,对支护时机、支护方式进行了讨论分析。图[54]表[21]参[52]

关键词：层状硬岩深埋隧道围岩力学性质演化损伤

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综放工作面巷道支护技术研究

能源与节能 2019年第4期 118-119,188页

作者：卫敏敏山西煤炭进出口集团蒲县豹子沟煤业有限公司山西蒲县041204

为改善综放工作面巷道支护效果,以韩家洼煤业有限公司22205综放工作面回风巷道地质条件为基础,对巷道支护方案及参数进行了确定,并在现场进行了实践。根据监测结果,巷道围岩顶底板移近量最大为100 mm,两帮移近量最大为85 mm,围岩变形量... 详细信息

为改善综放工作面巷道支护效果,以韩家洼煤业有限公司22205综放工作面回风巷道地质条件为基础,对巷道支护方案及参数进行了确定,并在现场进行了实践。根据监测结果,巷道围岩顶底板移近量最大为100 mm,两帮移近量最大为85 mm,围岩变形量较小,巷道稳定性较好。

关键词：综放工作面围岩力学性质巷道支护围岩变形量

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综采放顶煤工作面回采巷道支护技术研究

能源技术与管理 2019年第3期44卷 65-67页

作者：冀联合冀大伟刘光喜鄂托克前旗长城三号矿业有限公司内蒙古鄂尔多斯016215 山东能源新矿集团华丰煤矿山东泰安271413

为增强综放工作面巷道支护效果,提高巷道稳定性,以韩家洼煤矿22305综放工作面回风巷道地质条件为基础,分析巷道围岩力学性质,确定巷道支护方案及参数,并在现场进行了支护实践。同时对支护改进的巷道进行监测,监测结果表明,改进支护的巷... 详细信息

为增强综放工作面巷道支护效果,提高巷道稳定性,以韩家洼煤矿22305综放工作面回风巷道地质条件为基础,分析巷道围岩力学性质,确定巷道支护方案及参数,并在现场进行了支护实践。同时对支护改进的巷道进行监测,监测结果表明,改进支护的巷道围岩顶底板移近量最大为100mm,两帮移近量最大为85mm,围岩变形量较小,巷道稳定性较好。

关键词：围岩力学性质巷道支护围岩变形量

山西经坊煤矿采空塌陷形成机理及防治对策研究

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中国煤炭地质 2013年第2期25卷 52-55,59页

作者：杨利芳山西煤炭地质114勘查院山西长治046011 中国地质大学(北京) 北京100083

以山西省经坊煤矿采空区塌陷为例,在前人研究的基础上,根据野外地质调查结果,结合钻孔揭露、构造发育、岩石的力学性质、煤层深厚比等对矿区的地面塌陷的形成机制进行了研究。结果表明,该矿三处地面塌陷处的回采工作面直接顶为分层厚度... 详细信息

以山西省经坊煤矿采空区塌陷为例,在前人研究的基础上,根据野外地质调查结果,结合钻孔揭露、构造发育、岩石的力学性质、煤层深厚比等对矿区的地面塌陷的形成机制进行了研究。结果表明,该矿三处地面塌陷处的回采工作面直接顶为分层厚度较厚的薄层状砂质泥岩或泥岩夹薄层细粒砂岩,老顶为K8砂岩,抗压强度大,采空区形成后,地面变形强烈,从而形成地面塌陷;构造的发育会促进地层变形加快,增大变形范围,扩大地表塌陷区域,井田内3处采空塌陷附近均有断层及(或)陷落柱发育。并结合矿区实际,提出地面塌陷的预防和治理措施,对煤矿的可持续发展有一定的现实意义。

关键词：采空塌陷形成机制围岩力学性质地质构造深厚比防治措施经坊煤矿

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采区围岩力学研究及控制技术应用

山西化工 2023年第11期43卷 134-135,159页

作者：王亮高翔宇山西煤炭运销集团阳泉二景和谐煤业有限公司山西阳泉045000 山西煤炭运销集团科学技术研究有限公司山西太原030000

基于二景和谐煤矿15#围岩力学性质差,巷道掘进及回采施工过程中出现围岩破碎现象,严重威胁着采掘施工安全,对此通过技术研究决定对15#煤层围岩物理力学参数进行测定,并对15103工作面回采期间应力区回风顺槽围岩提出了“注浆+U29型钢棚... 详细信息

基于二景和谐煤矿15#围岩力学性质差,巷道掘进及回采施工过程中出现围岩破碎现象,严重威胁着采掘施工安全,对此通过技术研究决定对15#煤层围岩物理力学参数进行测定,并对15103工作面回采期间应力区回风顺槽围岩提出了“注浆+U29型钢棚”联合围岩控制技术,通过实际应用效果来看,取得了显著应用成效。

关键词：煤矿围岩力学性质应力区围岩控制应用分析

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罗河铁矿近水体斜坡道掘进安全防控技术

现代矿业 2022年第3期38卷 188-190,194页

作者：董亚宁魏福海夏俨刘成皓安徽马钢罗河矿业有限责任公司安徽省合肥市231500

根据罗河铁矿辅助斜坡道所处地质条件,部分区间次生石英岩破碎严重,且临近水体,对斜坡道掘进施工安全影响较大,存在突水涌水风险。为解决此问题,在研究矿区地质构造、含水层、围岩力学性质的基础上,采用瞬变电磁、地质雷达等探测地下水... 详细信息

根据罗河铁矿辅助斜坡道所处地质条件,部分区间次生石英岩破碎严重,且临近水体,对斜坡道掘进施工安全影响较大,存在突水涌水风险。为解决此问题,在研究矿区地质构造、含水层、围岩力学性质的基础上,采用瞬变电磁、地质雷达等探测地下水赋存规律,再根据探测结果,对于地质异常区域进行钻探,验证水体分布参数,为安全施工提供保障。

关键词：近水体掘进围岩力学性质瞬变电磁地质雷达钻探技术设计