大斷面硐室圍巖變形機理及控制技術研究

1 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 巷道圍巖壓力理論研究現(xiàn)狀
1.2.2 巷道支護理論研究現(xiàn)狀
1.3 圍巖穩(wěn)定原理與控制技術研究
1.3.1 巷道圍巖壓力及影響因素研究
1.3.2 巷道圍巖控制原理與方法
1.4 大斷面巷道圍巖穩(wěn)定控制難題
1.4.1 巷道影響帶增大
1.4.2 支護難度加大
1.4.3 施工難度加大
1.5 大斷面換裝硐室在王莊礦中的應用
1.6 研究思路

2 工程地質條件分析
2.1 井田地質條件分析
2.2 生產(chǎn)地質條件分析
2.2.1 巷道布置狀況
2.2.2 巖層賦存特征分析
2.2.3 巖石力學實驗
2.2.4 地應力分析
2.3 本章小結

3 圍巖穩(wěn)定性斷面尺寸效應研究
3.1 斷面尺寸效應原理
3.1.1 圍巖變形機制研究
3.1.2 硐室斷面尺寸對圍巖變形的影響機制
3.2 巷道斷面尺寸效應數(shù)值模擬研究
3.2.1 數(shù)值計算模型
3.2.2 斷面尺寸對圍巖位移影響
3.2.3 斷面尺寸對圍巖塑性區(qū)特征影響
3.2.4 斷面尺寸對圍巖應力影響
3.3 本章小結

4 硐室圍巖應力計算分析
4.1 圍巖壓力分類
4.1.1 松散壓力
4.1.2 形變壓力
4.1.3 沖擊壓力
4.1.4 膨脹壓力
4.2 影響圍巖壓力的因素
4.2.1 地質因素
4.2.2 工程因素
4.3 軸對稱條件下圍巖應力與變形的彈塑性分析
4.3.1 假定塑性區(qū)C、φ值為常數(shù)
4.3.2 黏結力C沿塑性區(qū)深度下降時塑性區(qū)的應力方程及其半徑
4.4 圍巖形變壓力計算
4.4.1 λ=1圓形巷道形變壓力的解析計算法
4.4.2 巷道形變壓力的數(shù)值計算方法
4.5 圍巖松散壓力計算
4.5.1 淺埋巷道上松散壓力傳統(tǒng)計算方法
4.5.2 淺埋硐室上松散壓力修正計算方法
4.5.3 深埋硐室上松散壓力傳統(tǒng)計算方法
4.5.4 側向圍巖壓力的傳統(tǒng)計算方法
4.6 本章小結

5 大斷面硐室圍巖破壞機理研究
5.1 支架換裝硐室圍巖破壞類型
5.1.1 松動破壞
5.1.2 拉斷破壞
5.1.3 剪切破壞
5.1.4 巖爆破壞
5.1.5 膨脹變形
5.2 支架換裝硐室底板底鼓破壞類型
5.2.1 膨脹型底鼓
5.2.2 壓力型底鼓
5.3 支架換裝硐室圍巖破壞機理分析
5.3.1 斷面尺寸因素
5.3.2 圍巖性質因素
5.3.3 圍巖應力因素
5.3.4 支護結構因素
5.4 支架換裝硐室底板底鼓破壞機理分析
5.5 鄰近巷道對大斷面硐室圍巖穩(wěn)定性影響分析
5.5.1 數(shù)值計算模型
5.5.2 數(shù)值計算結果分析
5.6 本章小結

6 大斷面硐室圍巖控制機理研究
6.1 大斷面硐室圍巖穩(wěn)定控制原則
6.2 錨噴支護作用原理
6.2.1 錨桿支護作用原理
6.2.2 噴射混凝土作用原理
6.2.3 錨噴支護的力學原理
6.2.4 鋼筋網(wǎng)的作用原理
6.2.5 噴錨網(wǎng)聯(lián)合支護作用原理
6.3 高預應力錨桿支護理論和作用機理
6.3.1 高預應力錨桿支護理論
6.3.2 高預緊力錨桿支護作用機理
6.4 錨索及注漿錨索支護作用原理
6.4.1 錨索支護作用原理
6.4.2 注漿錨索支護作用原理
6.5 協(xié)同錨固對大斷面硐室圍巖控制作用
6.5.1 協(xié)同錨固的基本特征
6.5.2 協(xié)同錨固系統(tǒng)的構成
6.6 協(xié)同錨固作用機理
6.6.1 錨桿（索）系統(tǒng)內(nèi)部的協(xié)同作用
6.6.2 錨桿（索）系統(tǒng)與圍巖系統(tǒng)的協(xié)同錨固
6.7 本章小結

7 大斷面硐室圍巖控制技術研究
7.1 支護方案的提出
7.1.1 支護方案一
7.1.2 支護方案二
7.1.3 支護方案三
7.2 支架換裝硐室支護方案的確定
7.2.1 設計方案的選擇
7.2.2 錨桿參數(shù)的確定
7.2.3 錨索參數(shù)的確定
7.2.4 支護材料
7.2.5 支護布置
7.3 大斷面硐室底鼓控制技術研究
7.3.1 底板支護方案數(shù)值模擬研究
7.3.2 底板錨索支護設計方案
7.4 本章小結

8大斷面支護換裝硐室施工技術
8.1 大斷面換裝硐室布置及支護設計
8.1.1 換裝硐室布置
8.1.2 換裝硐室斷面特征
8.1.3 換裝硐室支護方案
8.2 大斷面換裝硐室施工工藝
8.2.1 換裝硐室施工方案
8.2.2 換裝硐室鑿巖方式
8.2.3 爆破作業(yè)
8.2.4 裝、運巖方式
8.2.5 管線及軌道敷設
8.2.6 設備及工具配備
8.3 圍巖監(jiān)測結果及分析
8.3.1 圍巖變形監(jiān)測
8.3.2 監(jiān)測結果分析
8.4 本章小結

9 綜合效益分析
9.1 技術效益分析
9.2 經(jīng)濟效益分析
9.3 社會效益分析
9.4 本章小結

10 主要結論
參考文獻