發(fā)布時(shí)間：2020-11-20 23:49

　　 鈾作為一種重要的戰(zhàn)略資源主要運(yùn)用于國防建設(shè)和核能發(fā)展。內(nèi)蒙、新疆等西部地區(qū)分布著大量的鈾資源,該礦區(qū)的地層以弱膠結(jié)地層居多。由于該地層成巖時(shí)間晚、膠結(jié)性能差、強(qiáng)度低(單軸抗壓強(qiáng)度1 MPa)、易風(fēng)化且遇水泥化崩解、易膨脹的特性,在一定條件下會(huì)發(fā)生顯著的塑性變形,導(dǎo)致巷道圍巖破壞嚴(yán)重,支護(hù)難題越來越突出。本文以內(nèi)蒙古某鈾礦埋深為70 m的巷道為工程背景,其礦層厚度為1.5 m,針對(duì)其淺埋、可采礦層薄的特點(diǎn)綜合運(yùn)用物理力學(xué)試驗(yàn)、數(shù)值模擬、相似模型試驗(yàn)等方法對(duì)弱膠結(jié)淺埋礦體圍巖的支護(hù)技術(shù)、應(yīng)力分布及變形特征進(jìn)行了研究。主要研究內(nèi)容如下:(1)通過現(xiàn)場(chǎng)取樣、室內(nèi)試驗(yàn)來獲取圍巖的基本物理力學(xué)參數(shù),為后續(xù)的數(shù)值計(jì)算分析及研究相似配比、模型試驗(yàn)提供基礎(chǔ)資料;(2)采用FLAC3D數(shù)值軟件建立不同的模型,分析U29、U36型鋼及0.5 m至1.1m間排距時(shí)的圍巖變形特征及塑性區(qū),從而優(yōu)選出最佳的支護(hù)參數(shù);(3)采用普氏理論、太沙基理論和ansys數(shù)值軟件對(duì)于數(shù)值模擬獲取的支護(hù)方案進(jìn)行U型鋼支架受力分析,驗(yàn)證支護(hù)方案的可行性;;(4)基于相似理論,選取細(xì)砂為骨料,石膏為主要膠結(jié)物,采用碳酸鈣為輔助膠結(jié)物模擬中硬和堅(jiān)硬巖石,并且加入膨潤土來模擬礦床巖石具有膨脹性的特性,并進(jìn)行了約40組力學(xué)試驗(yàn),選出3組接近物理模型的配比,為進(jìn)行后續(xù)的模型試驗(yàn)研究提供數(shù)據(jù)信息;(5)綜合運(yùn)用數(shù)字照相技術(shù)、薄膜傳感器及微型電阻應(yīng)變計(jì)等測(cè)量手段,分析在優(yōu)選的支護(hù)方案下圍巖的變形破壞過程、圍巖表面位移、圍巖應(yīng)力變化及支護(hù)構(gòu)件的應(yīng)力變化等規(guī)律,用以指導(dǎo)工程現(xiàn)場(chǎng)。該論文有圖67幅,表22個(gè),參考文獻(xiàn)107篇。
【學(xué)位單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TD353
【部分圖文】：

圖 1-2 雙層錨固平衡拱結(jié)構(gòu)Figure 1-2 Double anchored balanced arch structure模型試驗(yàn)研究根據(jù)相似理論對(duì)實(shí)際工程進(jìn)行縮尺，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行控制的因素較多，在工程現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行嘗試性試驗(yàn)是不經(jīng)濟(jì)合理的方法。相關(guān)學(xué)者在巷道支護(hù)技術(shù)方面采方面，姜耀東等[84]研制出真三軸巷道平面模型試采用液壓枕加載系統(tǒng)，模型受載均勻，并且進(jìn)行了采用雙層聚四氟乙烯塑料薄膜作為減摩材料；李元，模型尺寸為 1.0m×1.0m×1.0m，試驗(yàn)臺(tái) 6 個(gè)端面能滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，也能減少重量，加載裝置采用了并且采用自行研制的大變形數(shù)字照相量測(cè)技術(shù)，具解決了模型內(nèi)部的應(yīng)力量測(cè)與表面位移的高精度測(cè)

碩士學(xué)位論文行分析，以驗(yàn)證數(shù)值分析所獲得支護(hù)方案的有效性，為礦體后續(xù)的開采提3.2 技術(shù)路線本文采用采用物理力學(xué)試驗(yàn)、數(shù)值分析和物理模型試驗(yàn)等方法，對(duì)弱膠道支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，獲取巷道合理的支護(hù)參數(shù)及形式，技術(shù)路線設(shè)計(jì)如圖現(xiàn)場(chǎng)巖樣物理力學(xué)性質(zhì) 支護(hù)結(jié)構(gòu)材料力學(xué)性質(zhì)弱膠結(jié)軟巖地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)研究單直膨組抗抗

驗(yàn)是一切科學(xué)研究的基礎(chǔ)，因巖體礦物成分、巖石結(jié)構(gòu)與構(gòu)造的不同，石的物理和力學(xué)性質(zhì)差別很大。巖體的物理力學(xué)特性是影響巷道穩(wěn)定性，是進(jìn)行數(shù)值分析、模型試驗(yàn)的原始資料，是巷道支護(hù)、圍巖穩(wěn)定性分少的資料。程背景（Engineering background）區(qū)域概況鈾礦床位于內(nèi)蒙古境內(nèi)，東西寬約 7.00 km，南北長約 10.00 km，面積勢(shì)平坦，海拔 910.00~1055.00m。地表水體缺乏，多為季節(jié)性積水洼地該區(qū)域溫差較大，冬季寒冷，夏季炎熱，多風(fēng)少雨，氣候干燥，近五年為 114.50 mm，年平均蒸發(fā)量為 1897.30 mm，1 月份平均氣溫低至-17℃溫高達(dá) 25℃，近五年來最大凍土深度 2.00 m。最佳野外施工時(shí)間為每鈾礦所在區(qū)域地勢(shì)平坦，溝谷不發(fā)育，無地質(zhì)自然災(zāi)害的發(fā)生，礦區(qū)形地貌如圖 2-1 所示。
【參考文獻(xiàn)】

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3 陳坤福;深部巷道圍巖破裂演化過程及其控制機(jī)理研究與應(yīng)用[D];中國礦業(yè)大學(xué);2009年

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2 王鵬舉;溝谷地貌下淺埋煤層開采巷道圍巖穩(wěn)定性控制技術(shù)研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2015年

3 趙穎;十天高速公路變質(zhì)軟巖膨脹崩解及強(qiáng)度性質(zhì)試驗(yàn)研究[D];長安大學(xué);2012年

4 劉玉衛(wèi);高應(yīng)力—膨脹型軟巖巷道變形破壞機(jī)理與支護(hù)研究[D];西安科技大學(xué);2009年

5 趙恒博;軟巖巷道錨桿與錨注支護(hù)機(jī)理的數(shù)值模擬分析與工程應(yīng)用研究[D];青島理工大學(xué);2008年

本文編號(hào)：2892195