目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 問題的提出 3
1.2 煤礦千米深井采動巷道變形特征 4
1.2.1 我國煤礦千米深井數(shù)量及分布 4
1.2.2 口孜東煤礦采動巷道條件 4
1.2.3 采動巷道變形特征 7
1.2.4 與現(xiàn)有巷道變形理論的差異 9
1.3 強采動巷道流變和結構失穩(wěn)大變形理論框架 10
1.3.1 強采動與大變形的概念及內(nèi)涵 10
1.3.2 強采動巷道圍巖流變和結構失穩(wěn)大變形理論框架 11
參考文獻 12
第2章 巷道圍巖劣化與強度衰減規(guī)律 15
2.1 口孜東煤礦煤巖基本物理力學性質 17
2.2 口孜東煤礦煤巖礦物組分與孔隙結構特征 20
2.2.1 煤巖材料X射線衍射實驗 20
2.2.2 煤巖高分辨三維X射線顯微成像 22
2.2.3 掃描電子顯微鏡細觀裂隙結構與礦物顆粒 24
2.3 損傷試樣動靜載劣化機制 25
2.3.1 峰前卸荷損傷后巖石試樣動靜力學特性 25
2.3.2 循環(huán)沖擊損傷后巖石試樣動靜力學特性 34
參考文獻 42
第3章 偏應力與梯度應力誘導裂隙擴展規(guī)律 43
3.1 真三軸物理模擬試驗系統(tǒng)研制 45
3.2 偏應力誘導裂隙擴展規(guī)律 45
3.2.1 巷道圍巖的偏應力狀態(tài) 45
3.2.2 雙軸加載下偏應力對巖石破裂作用機制試驗 47
3.2.3 真三軸加載下偏應力對巖石破裂作用機制試驗 50
3.2.4 真三軸加卸載下偏應力對巖石破裂作用機制試驗 53
3.3 泥巖在雙軸壓縮下的層裂機制 58
3.3.1 試驗方案 59
3.3.2 泥巖雙軸壓縮的應力-應變特征 62
3.3.3 泥巖雙軸壓縮的層裂破壞過程 64
3.3.4 張拉層裂機制 66
3.3.5 層裂的影響因素 67
3.4 梯度應力誘導裂隙擴展規(guī)律 73
3.4.1 梯度應力作用下巖石變形破壞規(guī)律 73
3.4.2 梯度應力作用下巖石變形破壞機制 78
3.4.3 梯度應力下巖石變形破壞的影響因素分析 82
3.5 深井巷道圍巖位移場、裂隙場時空演化規(guī)律現(xiàn)場測試 85
3.5.1 現(xiàn)場測試方案 85
3.5.2 圍巖裂隙分布規(guī)律 87
3.5.3 圍巖內(nèi)部移動變形規(guī)律 89
3.6 深井強采動巷道錨桿全桿體軸力光纖光柵監(jiān)測 91
3.6.1 全桿體軸力實時監(jiān)測系統(tǒng) 91
3.6.2 現(xiàn)場測試方案 92
3.6.3 錨桿軸力變化規(guī)律 93
參考文獻 98
第4章 高地應力與強采動疊加作用下巖體流變效應及大變形機理 101
4.1 巖石流變的晶格錯動 103
4.1.1 巖石蠕變試驗 103
4.1.2 巖石小尺寸試樣長時蠕變儀的研制 105
4.1.3 砂巖長時蠕變晶格錯動 107
4.2 卸荷流變本構模型及其二次開發(fā) 109
4.2.1 巖石卸荷流變特性 109
4.2.2 卸荷流變本構模型及流變效應模擬 119
4.2.3 千米深井回采巷道流變大變形模擬 125
4.3 巷道圍巖錨固承載結構流變大變形 137
參考文獻 139
第5章 深井采動巷道圍巖結構失穩(wěn)及破壞模式 141
5.1 巷道張拉破壞型失穩(wěn) 143
5.2 巷道剪切破壞型失穩(wěn) 144
5.3 巷道結構破壞型失穩(wěn) 153
5.3.1 碎裂圍巖結構破壞型失穩(wěn) 153
5.3.2 動載結構破壞型失穩(wěn) 161
5.4 支護對策 168
參考文獻 169
第6章 工程實踐 171
6.1 西部深井大斷面煤巷頂板張拉破壞控制實踐 173
6.1.1 工程地質條件及評估 173
6.1.2 巷道支護方案設計 177
6.1.3 礦壓監(jiān)測與效果分析 179
6.2 偏應力誘導巷道非均稱破壞穩(wěn)定控制實踐 185
6.2.1 工程地質條件及評估 185
6.2.2 巷道支護方案設計 190
6.2.3 礦壓監(jiān)測與效果分析 193
6.3 深井煤巷巖體與錨固結構整體性流變控制實例 195
6.3.1 工程地質條件及評估 195
6.3.2 巷道支護方案設計 199
6.3.3 礦壓監(jiān)測與效果分析 204