深部高水平应力巷道围岩变形破坏特征与稳定性控制_陈登红著_9787564655358

　　《深部高水平应力巷道围岩变形破坏特征与稳定性控制》以淮南和皖北矿区深部矿井典型煤-岩巷为背景，通过地质力学评估、真三轴相似模拟、考虑应变软化的数值模拟和坚硬基本顶超静定梁理论模型系统研究，发现了深部高水平应力巷道围岩“圈”型拉压分区变形特征，认为初始支护力及软化模量对抑制软化与残余区扩展效果好，提出了卸压锚固协调控制技术方案与优化流程。《深部高水平应力巷道围岩变形破坏特征与稳定性控制》成果对控制巷道围岩非对称变形、解决巷道围岩分区破裂等问题具有一定的指导意义。
　　《深部高水平应力巷道围岩变形破坏特征与稳定性控制》可作为矿业工程、岩土工程和地质工程专业的高校师生和科研工作者的参考用书。

　　随着煤矿开采深度的增加，深部巷道围岩变形量大、支护体变形失效多、巷道断面收缩严重等矿压显现强烈，基于“两淮”矿区深部高水平应力分布特征，有关深部高水平应力煤-岩巷道围岩变形破坏机理及支护技术方面的研究越来越成为确保煤矿深部资源安全高效生产的重要方向。
　　以淮南矿区13-1煤回采巷道（煤巷）和皖北矿区朱集西煤矿、恒源煤矿深部开拓岩巷地质及工程条件为背景，在调研深部典型煤-岩巷道支护及围岩变形破坏现状的基础上，开展深部典型煤-岩巷道围岩变形破坏特征及控制机理研究，主要采用地应力实测、相似模拟、数值模拟、理论分析和现场实测等综合研究方法，深入研究了深部典型煤-岩巷道围岩变形破坏特征及控制机理。主要研究内容如下：
　　（1）分析深部煤-岩巷道地质工程条件，开展围岩地质力学评估及掘进回采期间矿压显现规律研究。
　　（2）开展了大尺寸、真三轴应力下煤巷围岩变形破坏特征的模型试验研究。获得了浅埋静水压力、深埋静水压力、初掘采动应力及回采动压等不同应力环境下矩形、直墙拱形等4种尺寸的煤巷围岩应变、变形及破坏特征。
　　（3）数值模拟研究深部高水平应力煤岩巷围岩稳定性主要影响因素（排序为：埋深>采高>支护体长度与面长、构造应力>埋深>支护体数量与长度）。
　　（4）构建弹塑性分析理论模型。基于M-C屈服准则和D-P屈服准则，按应变软化、碎胀扩容条件分析研究了初掘期间深部软化区、残余区范围的影响因素。
　　（5）基于损伤理论、材料力学理论，构建坚硬基本顶“梁”模型，研究回采期间工作面侧、实体煤侧巷道深部围岩弹塑性交界处顶板压力大小对基本顶挠度的影响。
　　（6）在总结模型试验、数值计算、理论分析等深部典型回采巷道围岩变形破坏特征的基础上，提出“开掘方向优化”“强帮护两侧顶”“断面形状优化”“分区分级加强”以及卸压锚固协调控制等原则，并优化同类条件破坏变形严重的煤-岩巷支护方案。
　　在本书出版之际，衷心感谢华心祝教授、杨科教授给予的指导！部分测试装置的研制工作得到王宾副教授的支持，部分试验工作得到袁永强、李超、李宏亮、金声尧、张忠浩、鞠俊超等研究生的帮助，现场的数据来自科研合作单位——皖北煤电集团朱集西煤矿和恒源煤矿、淮河能源集团淮沪煤电有限公司丁集煤矿、中煤新集能源股份有限公司刘庄煤矿和口孜东矿；本书的出版还得到了安徽省高等学校高峰学科建设五年规划项目、国家自然科学基金面上项目（51974008）、国家自然科学基金青年科学基金项目（51504006）的资助，在此一并表示感谢！
　　限于水平和学识，书中难免存在疏漏，敬请广大读者和同行批评指正。

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