煤矿层状围岩巷道顶底板稳定性研究

1 绪论

1.1 研究背景

1.2 层状围岩巷道稳定性研究现状

1.3 研究内容及方法

2 层状岩体的基本特征及分类

2.1 层状岩体的定义

2.2 层状岩体的地质类型

2.3 层状岩体的结构面类型

2.4 层状岩体中的层间裂隙和切层裂隙

2.5 层状岩体的变形特征与结构分类

2.6 层状岩体的破坏机制与破坏类型

3 层状岩体的物理与力学特性试验研究

3.1 试验仪器及设备

3.2 试验方法及试件加工

3.3 岩石物理性质试验

3.4 岩石力学变形特性试验

3.5 试验数据计算理论与结果分析

3.6 岩体特性对巷道顶底板稳定性的影响

4 围岩收敛监测与矿压规律研究

4.1 测点布置与监测方法及内容

4.2 巷道表面收敛监测结果及分析

4.3 矿压监测与分析

4.4 巷道变形破坏规律

5 层状围岩巷道顶底板失稳机理研究

5.1 失稳顸底板岩层中的关键岩层

5.2 层状围岩巷道的破坏分析

5.3 巷道围岩力学模型及失稳机理

5.4 岩梁关键块体失稳影响因素分析

5.5 巷道顶板关键岩层的失稳分析

6 层状围岩巷道破坏的数值研究

6.1 FLAC程序简介

6.2 FLAC程序的计算原理

6.3 FLAC程序的岩土本构关系

6.4 工程应用

7 结论及展望

7.1 主要结论

7.2 存在问题及展望

参考文献2100433B

《煤矿层状围岩巷道顶底板稳定性研究》简述了当前煤矿巷道顶底板失稳机理研究现状，归纳总结了层状岩体的基本特征及分类，系统分析了层状岩体的物理及力学特性，深入剖析了巷道收敛与围岩压力的变化规律，应用关键层理论、块体理论、弹性理论、分析力学原理对巷道顶底板裂隙体岩梁力学模型进行理论分析，推导出了巷道顶底板裂隙体岩梁关键块剪切滑移的判定准则，运用FLAC数值模拟软件模拟验证了巷道围岩变形破坏过程与规律，其主要结论可为巷道掘进及支护工作提供理论支持。

《煤矿层状围岩巷道顶底板稳定性研究》可供采矿工程、岩土工程、城市地下空间工程、土木工程等专业的研究人员参考，对高等学校相关研究方向的高年级本科生、研究生以及从事相关专业的科技人员也有参考价值。

《深部软岩巷道围岩稳定性分析与控制技术》系统地介绍了作者近年来在深部软岩巷道围岩稳定性分析与控制技术方面的研究成果。全书共分8章，详细论述了深部软岩巷道围岩的变形破坏特征、变形破坏机理以及巷道围岩稳定性控制技术。主要内容包括：深部软岩巷道围岩变形破坏特征分析、深部软岩巷道地应力实测分析、深部软岩巷道围岩岩性与破坏机理分析、深部软岩巷道围岩松动圈实测分析、深部软岩巷道围岩稳定性控制技术、深部软岩巷道稳定性控制数值分析、深部软岩巷道围岩稳定性控制效果分析等。

《深部软岩巷道围岩稳定性分析与控制技术》可供采矿工程、矿井建设工程、岩土工程、地下工程等专业的研究生和科研人员参考，也可供从事以上专业设计和施工的工程技术人员参考。

本发明涉及大变形巷道围岩控制技术领域，尤其涉及一种巷道围岩稳定性控制方法。该巷道围岩稳定性控制方法包括：根据巷道围岩的主应力分布情况，确定围岩关键承载区；对所述巷道的表层围岩进行支护处理；对所述围岩关键承载区进行注浆加固处理，和/或对所述围岩关键承载区的外围进行卸压处理。本发明提供的巷道围岩稳定性控制方法，通过对围岩关键承载区进行有针对性的精确控制，大大减小了工程量和工程成本，提高了巷道围岩的长期稳定性。2100433B

本项目以深部高应力岩石巷道围岩破坏为背景，从巷道围岩的地质力学环境出发，以远离平衡态的非线性理论为指导，采用原位监测、物理模型试验、室内岩样试验、理论分析等相结合的方法，紧紧围绕深部巷道围岩强度衰减这一关键科学问题开展研究。通过现场原位测试，获得了深部巷道开挖后围岩破裂演化过程及深部巷道围岩稳定后强度衰减及其分布规律，并对深部巷道初始高应力状态对巷道围岩破裂范围的影响规律进行了研究；在此基础上，采用巷道围岩松动圈内外主应力差演化规律作为加卸载应力路径的实验新方法，研制了不同应力状态下的损伤破裂岩样，以卸载点的应力降低比、体积膨胀比作为损伤因子，获得了损伤岩样强度衰减以及围压对其强度衰减幅度的影响规律，建立了适合深部巷道围岩峰后强度衰减的模型，揭示了结构效应与尺寸效应对围岩强度衰减的影响以及预制节理几何参数对岩样破裂演化过程的影响机理，并针对物理模型试验中破裂岩体位移场难以量测的难题，研发了含动态裂隙岩体的高精度数字散斑相关量测技术方法。项目研究成果为深部巷道围岩稳定性控制提供了科学依据。 2100433B