發(fā)布時間：2020-06-16 11:53

【摘要】：我國煤礦開采逐步向深部轉移,深部環(huán)境除表現(xiàn)出較大的外荷載作用外,還存在高地溫、濕度上升和各項災害環(huán)境如鹽害地下水侵蝕環(huán)境。在深部巷道錨噴支護工藝中,混凝土噴層受到高地溫、侵蝕性環(huán)境因素的影響,造成噴層耐久性下降,影響噴層支護和封閉效果的發(fā)揮。針對該問題,本文通過理論研究、實驗測定、模擬分析等方法,研究深部環(huán)境下噴射混凝土噴層劣化規(guī)律,并提出提高深井環(huán)境下混凝土噴層耐久性設計方案。選擇深部礦井典型環(huán)境因素,設計并進行噴射混凝土碳化實驗。結果表明水灰比是影響混凝土碳化主要材料因素,溫度是促進噴射混凝土碳化的主要環(huán)境因素。碳化后混凝土28d抗壓強度是未碳化試件的1.1～1.2倍左右,但噴層碳化引起噴層堿度降低,不利于混凝土對錨桿(網)的封閉保護作用,因此以引入減水劑的方式控制碳化過程,結果認為減水劑能夠改善混凝土噴層碳化深度。其微觀機理是減水劑使混凝土內部大孔比例明顯降低,提升了試件的密實程度。設計并進行噴射混凝土硫酸鹽侵蝕實驗,結果表明混凝土的質量變化隨侵蝕齡期的增加呈先增大后減小的趨勢,質量損失率在28d至42d間趨于穩(wěn)定。對噴射混凝土損傷度測定結果表明損傷度在早齡期下變化不明顯,在42d齡期左右趨于穩(wěn)定,超過56d后損傷度呈不可逆增長。通過摻入鋼纖維研究混凝土硫酸鹽層侵蝕改善特性,結果表明鋼纖維對混凝土損傷具有明顯改善作用。計算了錨噴支護條件下混凝土噴層厚度的合理區(qū)間,并選取了 3個不同噴厚值進行混凝土噴層在深井高地應力環(huán)境下的承載特性模擬。結果表明在此深部巷道條件一次噴射厚度70mm時,塑性區(qū)范圍減小,噴層受壓與拱頂位移沉降量也有下降,考慮到噴厚對錨噴承載的保護層特性,認為選擇70mm噴厚更為合理。以優(yōu)化后的配合比和合理的噴厚指導現(xiàn)場應用,并對噴層進行現(xiàn)場取樣,在實驗條件下對噴層試件的28d抗壓強度和巷道拱頂、兩幫移進量進行實測,結果顯示,試件的28d抗壓強度符合要求,拱頂和兩幫收斂量符合要求,表明優(yōu)化后的噴層強度發(fā)展和支護特性較好,能夠滿足試驗巷道的支護要求。
【學位授予單位】：山東科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TU528;TD353
【圖文】：

、強度特性的變化，在此基礎上研宄減水劑對減小噴射混地下水環(huán)境中的硫酸鹽對混凝土噴層的侵蝕，配置不同析硫酸鹽侵蝕作用下混凝土噴層的質量損失、表觀形態(tài)損傷度的變化，并以摻入鋼纖維的方式分析鋼纖維對試件的改善，從而保障噴層的抗侵蝕性。逡逑混凝土噴射厚度對錨噴支護效果的改善逡逑土噴層為研宄對象，利用Ｆｌａｃ３Ｄ軟件模擬某深井巷道高錨噴支護的承載效果影響，得到該噴厚下巷道的塑性區(qū)范通過塑性區(qū)范圍和監(jiān)測點位移沉降值兩個指標獲得最佳噴噴射厚度保障深部礦井錨噴支護下巷道變形和支護效果。逡逑路線圖逡逑文的研宄內容，本文的技術路線圖設計如下：逡逑深部ｒ＃噴

本文編號：2716007