軟岩巷道圍岩蠕變演變規律與支護策略研究（簡體書）

《軟巖巷道圍巖蠕變演變規律與支護策略研究》是淮北礦業股份有限公司2012——2013年科技攻關項目的成果。該項目以高應力軟巖巷道為研究對象，以其軟弱圍巖蠕變動力演變規律及相應的支護策略為研究內容，以淮北礦業股份有限公司許疃煤礦、袁店一井煤礦等試驗礦井為研究背景展開了為期兩年的研究，整個研究包括基礎試驗研究、理論研究和數值模擬研究，并進行了扎實的現場工業性試驗，達到了預期目標，獲得了顯著的經濟效益和社會效益。

上篇 基礎試驗研究成果
1 工程地質特征分析
1.1 地層
1.1.1 區域地層
1.1.2 許疃煤礦礦井地層
1.1.3 袁店一井煤礦礦井地層
1.2 構造
1.2.1 區域構造特征
1.2.2 區域構造的幾個基本事實
1.2.3 區域構造成因淺析
1.2.4 許疃煤礦礦井構造
1.2.5 袁店一井煤礦礦井構造
1.3 煤巖層巖性特征及物理力學性質一
1.3.1 許疃煤礦煤巖層特征及物理力學性質一
1.3.2 袁店一井煤礦巖層特征及物理力學性質一
1.4 礦井水文地質
1.4.1 區域礦井水文地質特征
1.4.2 許疃煤礦礦井涌水量
1.4.3 袁店一井煤礦礦井涌水量
2 地應力測試
2.1 許疃煤礦原始地應力測試（套筒致裂法）
2.1.1 套筒致裂法的彈性理論基礎
2.1.2 套筒致裂法地應力測試的基本原理
2.1.3 套筒致裂法地應力測試儀器
2.1.4 套筒致裂法地應力測試步驟
2.1.5 許疃煤礦原始地應力測試過程簡述
2.2 袁店一井煤礦原巖應力測試（套芯應力解除法）
2.2.1 套芯應力解除法簡介
2.2.2 袁店一井煤礦地應力測量所需儀器
2.2.3 應力計讀數與地應力的關系
2.2.4 袁店一井煤礦地應力測量過程
2.2.5 袁店一井煤礦原巖應力實測結果
3 工業試驗巷道圍巖物理力學性質測試試驗
3.1 許疃煤礦試驗巷道圍巖物理力學性質測試
3.1.1 綜述
3.1.2 測試試件展示
3.1.3 測試結果
3.1.4 測試結果匯總
3.2 袁店一井煤礦試驗巷道圍巖物理力學性質測試
3.2.1 試件數量
3.2.2 測試系統及部分測試試件展示
3.2.3 泥巖抗壓強度測試結果
3.2.4 泥巖抗拉強度測試結果
3.2.5 泥質砂巖抗壓強度測試
3.2.6 泥質砂巖抗拉強度測試結果
3.3 試驗巷道圍巖流變性能測試
3.3.1 試驗設備和方案
3.3.2 試驗方案
3.3.3 試驗數據采集
3.3.4 泥巖的流變特性試驗結果分析
3.3.5 砂質泥巖的流變特性試驗結果分析
3.3.6 流變性能測試綜合結論
4 化學成分分析
4.1 試驗儀器及條件
4.2 化學成分分析波譜
4.2.1 許疃煤礦取樣巖石化學成分分析
4.2.2 袁店一井煤礦取樣巖石化學成分分析
4.3 化學成分分析結論
4.3.1 許疃一720水平井底車場泥巖與砂質泥巖的化學成分分析結論
4.3.2 袁店一井煤礦化學成分分析結論
5 松動圈測試
5.1 許疃33暗斜井（已掘部分）松動圈測試
5.1.1 測試地點
5.1.2 測試結果
5.1.3 測試結果分析
5.1.4 總結
5.2 袁店一井煤礦33回風大巷松動圈測試
5.2.1 本次松動圈測試的主要目的
5.2.2 測試地點選擇
5.2.3 測試儀器
5.2.4 測試原理
5.2.5 測試步驟
5.2.6 現場測試原始數據
5.2.7 測試結果及相關分析
5.2.8 總結
6 巷道圍巖蠕變規律變形監測（前期）
6.1 許疃煤礦33進風暗斜井蠕變規律監測
6.1.1 測站位置選擇
6.1.2 測站內測點布置
6.1.3 測點安設方法
6.1.4 測試儀器
6.1.5 觀測結果整理
6.1.6 結論
6.2 袁店一井煤礦33采區回風大巷變形觀測
6.2.1 觀測點位設置
6.2.2 測站內斷面測點布置
6.2.3 測點安設方法
6.2.4 觀測結果整理
6.2.5 觀測結果分析
6.3 總結

中篇 理論研究成果
7 巷道變形特征與變形因素分析
7.1 軟巖巷道變形破壞特征
7.2 巷道變形因素分析
7.2.1 原生因素
7.2.2 次生因素
7.2.3 支護因素
7.2.4 圍巖變形根本因素總結
8 圍巖變形機理分析
8.1 巖石變形性質分類
8.2 圍巖變形區域劃分
8.3 圍巖變形、破壞的形式
8.3.1 強度破壞
8.3.2 蠕變
8.3.3 蠕變導致圍巖力學性能大幅下降并*終發生強度破壞
8.4 圍巖松動圈發生與發展機理
8.4.1 圍巖松動圈發生機理
8.4.2 圍巖松動圈發展機理
8.5 圍巖質點蠕變動力演化規律
8.5.1 應力集中程度的不斷提高導致圍巖蠕變動力不斷增強
8.5.2 工程地質條件對圍巖蠕變動力演變規律的影響
8.5.3 支護強度對圍巖蠕變動力變化規律的影響
8.5.4 圍巖性質變化對圍巖蠕變動力的影響
8.5.5 圍巖蠕變動力演變規律的總結
9 圍巖變形控制機理分析
9.1 本項目圍巖變形控制的基本思想
9.2 圍巖變形控制機理研究
9.2.1 圍巖質點應力狀態控制策略研究
9.2.2 圍巖質點應力狀態控制措施研究
9.3 試驗巷道支護設計原理概述
9.3.1 許疃煤礦33采區進風暗斜井支護設計方案與原理
9.3.2 袁店一井煤礦4條巷道支護設計方案與原理
9.4 總結

下篇 數值模擬研究成果
10 軟巖層厚度對巷道影響的模擬
10.1 巷道圍巖蠕變動力演化
10.2 模型簡介
10.2.1 模擬對象簡介
10.2.2 數值分析思路
10.3 數值計算過程簡述
10.3.1 不同巖性巖石巷道模擬
10.3.2 軟巖厚度逐步增加時巷道變形情況的模擬
10.4 總結
11 不同支護對巷道變形影響的模擬
11.1 模擬對象
11.2 模型概述
11.2.1 模型尺寸
11.2.2 邊界條件
11.2.3 材料屬性
11.2.4 模擬步驟
11.3 計算結果分析
11.3.1 裸巷的分析
11.3.2 襯砌、錨桿支護
11.3.3 組合支護
11.4 結論
12 錨殼組合支護與錨架組合支護強度對比分析
12.1 有限元數值計算模型基本概況
12.2 模型概述
12.2.1 模型總體設計概況
12.2.2 邊界條件
12.2.3 材料參數
12.2.4 求解步驟和模擬方案
12.3 計算結果定性分析
12.3.1 混凝土噴層Mises應力定性對比
12.3.2 混凝土噴層位移定性對比
12.4 計算結果定量分析
12.4.1 位移路徑上應力對比
12.4.2 所選取關鍵點位移對比及蠕變分析
12.5 結論
附錄A 現場工業性試驗
A.1 許疃煤礦現場工業性試驗
A.1.1 許疃煤礦現場工業試驗巷道概況
A.1.2 現場工業性試驗方案設計
A.1.3 許疃煤礦33采區進風暗斜井工業試驗效果監測
A.2 袁店一井煤礦現場工業性試驗
A.2.1 袁店一井煤礦現場工業性試驗巷道概況
A.2.2 工業性試驗方案設計
A.2.3 工業性試驗巷道監測方案
A.3 現場工業性試驗結果總結
附錄B 經濟效益分析
B.1 項目基本概況
B.1.1 項目來源
B.1.2 項目研究背景和意義
B.1.3 項目的主要研究成果
B.2 推廣應用前景分析
B.2.1 煤礦巷道現狀
B.2.2 煤礦巷道變形控制研究中存在的問題
B.2.3 本項目成果的推廣優勢
B.3 經濟效益分析
B.3.1 項目應用情況
B.3.2 經濟效益情況
B.3.3 經濟效益前景分析
B.4 社會效益分析
參考文獻