深井软岩巷道底板下向加固钻孔孔壁稳定性研究

基本信息
批准号:51274193
项目类别:面上项目
资助金额:80.00
负责人:张农
学科分类:
依托单位:中国矿业大学
批准年份:2012
结题年份:2016
起止时间:2013-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:郑西贵,季明,赵一鸣,韩昌良,陈亮,姚亚虎
关键词:
孔壁稳定性底板巷道深井下向孔
结项摘要

With the increasing of mining depth, roadway strata behaviors transformed to the whole section from ribs and roof gradually. It led to serious damage of bearing structure in roadway surrounding rock, especially the floor deformation was the biggest. Thus, the stability and quality of the hole in floor had become the bottleneck which restricted the development of floor control technology. The topic aimed at the stability problem of the downward holes wall in the process of floor reinforcing in soft rock roadway, analyzed the key factor which influenced the hole wall stability during drilling process, combined the quantitative description about appearance factor which can be measured, set up the characteristic index about the influence degree of each factor and judged the sensitivity about the influencing factors on the hole wall stability index, uncovered the instability mechanism of the downward hole wall in the condition of multi-variable coupling participation. By using cylindrical cavity expansion theory and plastoelasticity, analyzed rock mass force condition around the downward hole. Analyzed the stress field evolution law of downward hole surrounding rock in the processing of drilling with classical drilling mode, built stability model about the downward hole wall which considered the influence of key control factor. Using fractal dimension, damage variable and surface roughness of hole wall to reflect the downward hole drilling quality. Analyzed the influence law of drilling quality to rock anchor bearing strength, provided the theoretical guidance to drilling downward hole in process of reinforcing floor.

随着开采深度的增加,巷道矿压显现由帮顶逐渐转变为全断面来压,锚杆(索)和注浆加固是治理底鼓的技术方向,底板下向成孔稳定性及成孔质量是实施底板加固的前提条件。本课题针对深井软岩巷道底板下向加固钻孔孔壁稳定性问题展开研究,通过分析确定成孔过程中影响孔壁稳定性的主控因素,结合对孔壁稳定性可测显性因素的量化描述,建立各因素影响程度的特征指标,并作出各影响因素对孔壁稳定的敏感性判断,揭示下向孔孔壁多因素耦合失稳机理;利用圆柱孔扩张理论结合弹塑性力学对下向孔孔壁岩体进行弹塑性力学分析,结合典型下向孔钻进方式分析成孔过程中孔周应力场演化规律,建立考虑主控因素的深井软岩巷道下向孔孔壁稳定性模型;并通过分形维数、损伤变量、孔壁表面粗糙度等量化反映下向孔的成孔质量,进而分析其对岩锚承载强度的影响规律,为合理实施下向孔加固底板提供理论指导。

项目摘要

本项目以深井煤与瓦斯共采工程为背景,采用实验室试验、理论分析和数值模拟等手段研究软岩采动钻孔失稳破坏及稳定控制规律。首先以钻孔围岩小环境为研究对象,分析了钻孔挤压和剪切变形破坏机理,提出了相应的失稳判据;再以采动围岩大环境为研究对象,研究了留巷侧向顶板层间剪切滑移及采动应力分布特征,并结合前面提出的钻孔破坏判据,得出了钻孔破坏的时空演化规律,总结形成了钻孔稳定控制原理,提出了针对性的钻孔稳定控制技术,开展了系统的工程测试和应用研究,有关技术保证了抽采钻孔稳定性,钻孔抽采效率显著改善。培养博士研究生3名,发表EI/SCI论文8篇,授权发明专利8项,省部级科技进步奖2项。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

玉米叶向值的全基因组关联分析

玉米叶向值的全基因组关联分析

DOI:
发表时间:
2

端壁抽吸控制下攻角对压气机叶栅叶尖 泄漏流动的影响

端壁抽吸控制下攻角对压气机叶栅叶尖 泄漏流动的影响

DOI:
发表时间:2020
3

地震作用下岩羊村滑坡稳定性与失稳机制研究

地震作用下岩羊村滑坡稳定性与失稳机制研究

DOI:10.16285/j.rsm.2019.1374
发表时间:2020
4

采用黏弹性人工边界时显式算法稳定性条件

采用黏弹性人工边界时显式算法稳定性条件

DOI:10.11883/bzycj-2021-0196
发表时间:2022
5

基于可拓学倾斜软岩巷道支护效果评价方法

基于可拓学倾斜软岩巷道支护效果评价方法

DOI:10.13545/j.cnki.jmse.2020.03.008
发表时间:2020

张农的其他基金

批准号:30671931
批准年份:2006
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
批准号:51175157
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:50674085
批准年份:2006
资助金额:28.00
项目类别:面上项目
批准号:51675152
批准年份:2016
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:81072427
批准年份:2010
资助金额:40.00
项目类别:面上项目
批准号:51674244
批准年份:2016
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:30570857
批准年份:2005
资助金额:28.00
项目类别:面上项目
批准号:81270810
批准年份:2012
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:30170430
批准年份:2001
资助金额:18.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

深井巷道底板小孔径锚固孔钻渣导升规律与孔壁自修复机理

批准号:51674098
批准年份:2016
负责人:刘少伟
学科分类:E0405
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
2

煤矿深井软岩巷道爆破地震危害及控制研究

批准号:51274009
批准年份:2012
负责人:宗琦
学科分类:E0405
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
3

深井软岩巷道围岩时效损伤机理与支护响应特征研究

批准号:51474215
批准年份:2014
负责人:张凯
学科分类:E0404
资助金额:83.00
项目类别:面上项目
4

深井软岩巷道岩层结构效应诱发底臌的力学机理研究

批准号:51374214
批准年份:2013
负责人:孙晓明
学科分类:E0404
资助金额:80.00
项目类别:面上项目