松軟煤巖體巷道錨固力防衰減理論與技術

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 研究目的及意義 1
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 3
1.2.1 松軟煤巖體巷道支護理論研究現(xiàn)狀 3
1.2.2 松軟煤巖體巷道錨網(wǎng)支護研究現(xiàn)狀 4
1.2.3 擴孔技術研究現(xiàn)狀 8
1.3 存在的問題 14
1.4 主要研究內(nèi)容 14
第2章 地質(zhì)力學測試及礦物成分分析 16
2.1 引言 16
2.2 灣田煤礦工程地質(zhì)概況 16
2.3 灣田煤礦圍巖強度測試 17
2.3.1 圍巖強度測試方法評述 17
2.3.2 圍巖強度測試位置 18
2.3.3 測試結(jié)果 19
2.4 灣田煤礦圍巖結(jié)構(gòu)觀測 21
2.4.1 鉆孔窺視儀簡介 21
2.4.2 觀察過程及方法 21
2.4.3 頂板巖層分布及結(jié)構(gòu)觀測 22
2.5 新鄭煤電工程地質(zhì)概況 26
2.6 新鄭煤電頂板巖層發(fā)育情況 28
2.6.1 測試儀器 28
2.6.2 測試過程 29
2.6.3 測試方案 30
2.7 巖石礦物成分分析 37
2.7.1 巖樣選取 37
2.7.2 分析內(nèi)容 37
2.7.3 測試方法 39
2.7.4 測試結(jié)果分析 40
2.8 小結(jié) 41
第3章 松軟煤巖體巷道圍巖變形破壞機理 43
3.1 松軟煤巖體巷道圍巖錨固性能測試 43
3.1.1 引言 43
3.1.2 巷道圍巖錨固性能測試規(guī)定 43
3.1.3 錨固性能測試方法 44
3.1.4 灣田煤礦巷道圍巖錨固性能測試方案 45
3.1.5 灣田煤礦現(xiàn)場測試結(jié)果分析 45
3.1.6 灣田煤礦錨索錨固性能測試結(jié)果分析 48
3.1.7 新鄭煤電巷道圍巖錨固性能測試 49
3.2 錨桿(索)錨固性能的影響因素分析 52
3.3 松軟煤巖體巷道圍巖變形特征分析 53
3.3.1 巷道周邊和深部巖體的變形規(guī)律 54
3.3.2 巷道支護阻力與圍巖變形的關系 55
3.4 小結(jié) 57
第4章 松軟煤巖體孔底擴孔錨固機理及力學分析 58
4.1 松軟煤巖體錨桿錨固系統(tǒng)受力特征分析 58
4.1.1 錨桿錨固失效特征分析 58
4.1.2 錨固劑與鉆孔圍巖黏結(jié)失效特征分析 60
4.1.3 錨桿與錨固劑黏結(jié)失效特征分析 62
4.1.4 錨桿錨固力的影響因素分析 62
4.2 松軟煤巖體錨固孔孔底擴孔機理 64
4.2.1 擴孔方式的選擇 64
4.2.2 單翼倒楔形擴孔裝置及擴孔機理分析 65
4.3 錨固孔孔底擴孔錨固原理 66
4.3.1 錨固原理分析 66
4.3.2 擴孔錨固狀態(tài)下錨固劑-圍巖界面受力特征分析 67
4.3.3 擴孔錨固可行性分析 68
4.4 擴孔錨桿力學變化特征 70
4.4.1 擴孔錨固失效形式 70
4.4.2 錨固力變化過程 70
4.4.3 錨桿位移變化特性 73
4.5 錨固孔孔底擴孔段圍巖力學特征分析 74
4.6 小結(jié) 76
第5章 錨固孔孔底擴孔裝置參數(shù)優(yōu)化及研發(fā) 77
5.1 孔底擴孔數(shù)值模擬方案設計 77
5.1.1 方案設計 77
5.1.2 數(shù)值模擬軟件選擇 77
5.1.3 數(shù)值模擬參數(shù)計算 79
5.2 數(shù)值模擬對比試驗 80
5.2.1 數(shù)值模擬結(jié)果分析 80
5.2.2 數(shù)值模擬綜合分析 96
5.3 孔底擴孔參數(shù)的優(yōu)化 96
5.3.1 倒楔形擴孔參數(shù)的數(shù)值模擬優(yōu)化分析 96
5.3.2 方案一數(shù)值模擬分析 96
5.3.3 方案二數(shù)值模擬分析 100
5.3.4 方案三數(shù)值模擬分析 104
5.3.5 數(shù)值模擬對比分析 107
5.4 錨固劑的攪拌效果試驗 109
5.4.1 錨固劑攪拌效果試驗的必要性 109
5.4.2 錨固劑攪拌效果試驗方案 109
5.4.3 錨固劑選擇及使用量的計算 110
5.4.4 試驗過程 111
5.4.5 錨固劑攪拌效果試驗分析 113
5.4.6 錨固劑攪拌效果原因分析 115
5.5 單翼倒楔形擴孔裝置的研發(fā) 116
5.5.1 單翼倒楔形擴孔機具結(jié)構(gòu)設計 116
5.5.2 單翼倒楔形擴孔機具工作原理 117
5.5.3 孔底擴孔數(shù)值模擬分析 118
5.6 小結(jié) 120
第6章 松軟煤巖體孔底擴孔錨固力學特性試驗研究 121
6.1 錨固孔擴孔錨固性現(xiàn)狀 121
6.2 松軟煤巖體孔底擴孔錨固力衰減特性試驗研究 121
6.2.1 試驗方案設計 121
6.2.2 試驗儀器及試驗原理 123
6.2.3 試驗過程 125
6.2.4 試驗結(jié)果與分析. 126
6.2.5 錨固力影響因素分析 129
6.3 動壓作用下擴孔錨固力學性能試驗研究 131
6.3.1 采動影響對巷道錨桿支護的研究現(xiàn)狀 131
6.3.2 試驗方案 132
6.3.3 試驗過程 133
6.3.4 試驗原理 134
6.3.5 無動壓荷載作用下錨固力變化特征分析 136
6.3.6 動壓荷載作用下錨固力變化特征分析 137
6.3.7 動壓荷載擾動錨固力試驗結(jié)果分析 141
6.3.8 動壓荷載擾動下錨固力變化原因分析 142
6.4 孔底擴孔錨固井下試驗研究 142
6.5 小結(jié) 144
第7章 松軟煤巖體護表構(gòu)件錨固力防衰減性能研究 145
7.1 金屬網(wǎng)對圍巖的穩(wěn)定作用機理 145
7.2 松軟煤巖體錨桿支護網(wǎng)的問題 146
7.3 鋼筋網(wǎng)握勾裝置研發(fā)及井下應用 147
7.3.1 引言 147
7.3.2 鋼筋網(wǎng)握勾裝置設計及使用工藝 148
7.4 小結(jié) 150
第8章 井下工業(yè)性試驗 151
8.1 新鄭煤電井下工業(yè)性試驗 151
8.1.1 試驗巷道位置及工程地質(zhì)條件 151
8.1.2 試驗巷道初始支護設計方案 152
8.1.3 井下施工工藝及安全技術措施 156
8.1.4 巷道支護礦壓監(jiān)測 158
8.1.5 采動影響下擴孔錨固錨桿軸力變化 161
8.2 灣田煤礦井下工業(yè)性試驗 162
8.2.1 工程地質(zhì)概況 162
8.2.2 試驗巷道錨網(wǎng)支護參數(shù)設計 163
8.2.3 試驗巷道錨網(wǎng)支護材料設計 164
8.2.4 井下施工工藝及安全技術措施 166
8.2.5 礦山壓力監(jiān)測及數(shù)據(jù)分析 168
參考文獻 169