1 緒論

1.1 引言

1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

1.2.1 軟巖流變巷道控制理論

1.2.2 軟巖流變巷道支護(hù)技術(shù)

1.2.3 巷道注漿加固技術(shù)及存在問(wèn)題分析

1.2.4 高壓旋噴預(yù)注漿加固軟煤流變巷道技術(shù)的提出

1.3 存在的問(wèn)題

2 典型松散煤體巷道失穩(wěn)特點(diǎn)與機(jī)制

2.1 典型松散煤巷流變工程案例

2.1.1 工程地質(zhì)概況

2.1.2 巷道現(xiàn)有支護(hù)及變形監(jiān)測(cè)設(shè)置

2.1.3 現(xiàn)場(chǎng)巷道變形監(jiān)測(cè)結(jié)果

2.1.4 巷道流變特點(diǎn)分析

2.2 數(shù)值模擬模型建立

2.2.1 FLAC3D數(shù)值模型

2.2.2 模型參數(shù)選取

2.2.3 支護(hù)參數(shù)及監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置情況

2.3 松散煤體巷道失穩(wěn)演化機(jī)制

2.3.1 巷道圍巖變形演化規(guī)律

2.3.2 巷道圍巖應(yīng)力分布變化特征

2.3.3 巷道圍巖塑性區(qū)演化規(guī)律

3 松散煤體構(gòu)建與流變特性研究

3.1 典型松散煤層實(shí)際賦存狀態(tài)

3.2 成型煤體等效于現(xiàn)場(chǎng)松散煤體的方法

3.2.1 煤巖堅(jiān)固性與強(qiáng)度關(guān)系分析

3.2.2 松散煤體堅(jiān)固性測(cè)定結(jié)果

3.2.3 煤體孔隙結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度之間關(guān)系

3.3 原煤篩分與含水率測(cè)定

3.3.1 室內(nèi)散煤粒徑級(jí)配確定

3.3.2 室外原煤篩分

3.3.3 原煤含水率測(cè)定

3.4 實(shí)驗(yàn)室成型煤體及樣本構(gòu)建

3.4.1 關(guān)鍵影響參數(shù)選取

3.4.2 煤體成型方案設(shè)計(jì)

3.4.3 煤體成型工藝

3.4.4 煤體成型過(guò)程分析

3.4.5 煤體樣本數(shù)據(jù)集構(gòu)建

3.5 基于反演模型構(gòu)建等效型煤

3.5.1 型煤孔隙率及強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果分析

3.5.2 型煤的“構(gòu)建參數(shù)”及試驗(yàn)結(jié)果

3.6 煤體試樣單軸流變?cè)囼?yàn)

3.6.1 煤體試樣及單軸流變?cè)囼?yàn)設(shè)備

3.6.2 流變?cè)囼?yàn)方法及方案

3.6.3 單軸壓縮流變?cè)囼?yàn)全過(guò)程軸向應(yīng)變規(guī)律

3.6.4 單軸壓縮流變?cè)囼?yàn)軸向應(yīng)力一應(yīng)變曲線規(guī)律

3.6.5 單軸壓縮流變?cè)囼?yàn)等時(shí)應(yīng)力一應(yīng)變曲線規(guī)律

3.6.6 單軸壓縮流變?cè)囼?yàn)瞬時(shí)加載煤體變形模量變化規(guī)律

4 高壓旋噴注漿改性與加固松散煤體機(jī)理

4.1 高壓射流破煤機(jī)理分析

4.1.1 高壓射流的構(gòu)造及動(dòng)壓力衰減規(guī)律

4.1.2 高壓射流破煤機(jī)理

4.2 高壓射流在煤體中擴(kuò)孔范圍及影響因素分析

4.3 高壓旋噴注漿成樁(柱)及改性固結(jié)機(jī)理

4.3.1 高壓旋噴注漿成樁作用

4.3.2 高壓旋噴注漿改性固結(jié)機(jī)理

4.4 煤漿固結(jié)體物理力學(xué)性質(zhì)測(cè)試

4.4.1 煤與漿比例的確定

4.4.2 煤漿混合物的設(shè)計(jì)及坍落度測(cè)試

4.4.3 水泥漿液對(duì)煤體的改性分析

4.5 煤漿固結(jié)體力學(xué)參數(shù)確定的試驗(yàn)研究

4.5.1 煤漿固結(jié)體的蠕變?cè)囼?yàn)結(jié)果

4.5.2 煤漿固結(jié)體的內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦角

4.5.3 煤漿固結(jié)體力學(xué)強(qiáng)度參數(shù)的尺寸效應(yīng)

5 煤巷旋噴加固數(shù)值模擬研究

5.1 高壓旋噴加固技術(shù)方案初步設(shè)計(jì)

5.1.1 設(shè)計(jì)思路

5.1.2 設(shè)計(jì)原則

5.1.3 控制方案

5.1.4 關(guān)鍵技術(shù)分析

5.1.5 主要工序及技術(shù)參數(shù)

5.2 旋噴加固巷道數(shù)值模型建立

5.2.1 模型建立及監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置

5.2.2 本構(gòu)關(guān)系及參數(shù)設(shè)置

5.3 旋噴加固控制巷道流變機(jī)理分析

5.3.1 旋噴加固巷道圍巖變形規(guī)律

5.3.2 旋噴加固巷道圍巖應(yīng)力分布變化特征

5.3.3 旋噴加固巷道圍巖塑性區(qū)演化規(guī)律

5.4 旋噴加固技術(shù)方案優(yōu)化及控制效果分析

5.4.1 旋噴加固技術(shù)方案問(wèn)題分析

5.4.2 旋噴加固控制方案優(yōu)化

5.4.3 旋噴加固優(yōu)化方案控制效果及機(jī)理分析

5.5 支護(hù)方案的綜合對(duì)比分析

6 水平高壓旋噴擴(kuò)孔成樁現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

6.1 試驗(yàn)地點(diǎn)工程地質(zhì)概況

6.2 試驗(yàn)?zāi)康呐c實(shí)施步驟

6.3 相關(guān)設(shè)備選型

6.4 高壓射流影響因素分析及井上試驗(yàn)

6.5 井下旋噴成樁方案設(shè)計(jì)及要求

6.6 試驗(yàn)結(jié)果及其分析

6.6.1 巷道開(kāi)挖支護(hù)與煤層條件觀測(cè)

6.6.2 高壓旋噴擴(kuò)孔注水泥漿巖石段成樁效果

6.6.3 高壓旋噴擴(kuò)孔注水泥漿煤層段成樁效果

6.6.4 旋噴效果整體分析

參考文獻(xiàn)