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第1章 绪论 1

1.1金川镍矿简介 1

1.2矿山工程概况 2

1.3矿山开采面临的主要问题 3

1.3.1露天矿边坡倾倒变形破坏 3

1.3.2上部巷道工程塌方垮冒 3

1.3.3巷道支护结构破坏严重 3

1.3.4深部巷道变形地压凸显 4

1.4围岩变形与稳定性控制研究综述 4

1.4.1巷道掘进支护研究阶段划分 4

1.4.2巷道掘进支护研究成果简介 6

1.5高应力碎裂巷道变形控制技术 10

1.5.1高应力碎裂围岩变形机理 11

1.5.2支护设计的理论与方法 11

1.5.3施工设备开发与应用 14

1.5.4施工管理和评价体系 14

1.6本章小结 14

第2章 二矿区一期工程井巷支护试验 15

2.1开拓巷道变形破坏调查与分析 15

2.1.1变形破坏类型与特征 15

2.1.2巷道变形破坏影响因素 16

2.1.3巷道围岩变形测量与控制 19

2.2采准巷道喷锚支护设计与现场 23

2.2.1试验采准巷道岩层特性 23

2.2.2类似岩层支护巷道松动破坏分析 24

2.2.3试验巷道支护型式与支护参数 25

2.2.4锚杆锚固性能拉拔试验与分析 26

2.2.5现场试验效果与总结 29

2.3不良岩层巷道注浆与支护试验 30

2.3.1试验地点与地质条件 30

2.3.2支护结构与施工工艺 32

2.3.3试验巷道注浆加固参数与工艺 35

2.3.4试验巷道应力和位移量测与分析 40

2.3.5试验巷道注浆效果检测与评价 45

2.3.6主要研究结论 49

2.4不良岩层钻进天井井壁支护试验 50

2.4.1概述 50

2.4.2工程地质条件 50

2.4.3试验方案 53

2.4.4护壁工艺 54

2.4.5结果与结论 60

2.5格栅桁架喷锚网支护在斜坡道中的应用 61

2.5.1斜坡道工程地质 61

2.5.2斜坡道工程概况 62

2.5.3格栅桁架加喷锚网支护 62

2.5.4格栅桁架的制作 64

2.5.5施工工艺 64

2.5.6效果评价 65

2.6不良岩层巷道支护关键技术 67

2.6.1网格钢拱架喷锚网联合支护技术 67

2.6.2巷道长锚索支护加固技术 71

2.6.3巷道光面爆破与锚喷支护技术 76

2.7不良地层巷道冒顶处理技术与实践 84

2.7.1巷道冒顶的喷锚支护处理技术 84

2.7.2巷道冒顶的高压注浆处理技术 88

2.7.3处理冒顶的注浆充填联合技术 92

2.8本章小结 93

第3章 二矿区二期工程巷道变形与控制技术 96

3.1不良岩层深埋巷道新奥法施工技术 96

3.1.1工程概况与地质条件 96

3.1.2工程设计与施工 97

3.1.3新奥法施工试验 101

3.1.4主要经验与结论 107

3.2二矿区1000m破碎站硐室支护试验 107

3.2.1工程概况 107

3.2.2硐室围岩的工程地质条件 108

3.2.3硐室围岩稳定性评价与失稳模式 109

3.2.4硐室围岩变形监测与稳定性评价 111

3.2.5硐室稳定性综合评价 114

3.3二矿区1150m中段巷道变形监测与稳定性分析 115

3.3.1工程概况 115

3.3.2巷道工程地质条件 115

3.3.3巷道变形监测与稳定性评价 118

3.3.4巷道变形破坏调查与分析 121

3.3.5巷道稳定性判断准则 124

3.4二矿区1000m运输道变形控制技术 124

3.4.1工程概况 124

3.4.2巷道变形破坏调查与分析 125

3.4.3巷道变形机理与维护原则 129

3.4.4巷道支护总体思路 130

3.4.5巷道支护型式与关键技术 131

3.4.6长锚索支护参数设计 134

3.4.7锚喷网注联合支护设计 136

3.4.8支护类型的经济分析 137

3.4.9支护方案对比分析 138

3.4.10基于灰色理论的优化决策 139

3.4.11基于关联分析的优化决策 140

3.4.12小结 142

3.5二矿区1178m分段巷道支护试验 144

3.5.1二矿区1178m分段道工程概况 144

3.5.2支护方案与施工工艺 147

3.5.3数值模拟方案与评价指标 151

3.5.4不考虑采动影响的数值分析 153

3.5.5初次支护巷道的数值分析 158

3.5.6非动压巷道二次支护数值分析 160

3.5.7采动影响巷道稳定性数值分析 164

3.5.8巷道稳定性与影响因素 165

3.5.9试验巷道施工与变形观测 167

3.5.10小结 174

3.6本章小结 175

第4章 巷道工程变形机理与失稳模式 178

4.1深部巷道破坏调查与变形监测 178

4.1.1巷道破坏调查与分析 178

4.1.2巷道围岩变形水准监测 186

4.1.3巷道围岩变形收敛监测 195

4.1.4巷道围岩变形综合分析 211

4.2巷道稳定性影响因素与支护作用机理 220

4.2.1巷道稳定性影响因素分析 220

4.2.2巷道变形破坏失稳模式 225

4.2.3巷道变形破坏机理分析 232

4.2.4金川巷道主要支护型式 235

4.2.5锚喷网支护作用原理 236

4.2.6全长锚杆锚固作用机理 247

4.2.7钻锚注浆加固作用机理 249

4.3本章小结 253

第5章 深部高应力碎裂围岩变形控制综合技术 255

5.1高应力巷道影响因素与控制策略 255

5.1.1深部巷道围岩变形影响因素 255

5.1.2深部巷道变形失稳模式 256

5.1.3巷道工程特点与变形特征 256

5.2高应力巷道围岩变形控制综合技术 258

5.2.1变形控制的指导思想 258

5.2.2变形地压巷道支护设计 259

5.3深部巷道围岩变形综合控制技术 260

5.3.1巷道围岩初次支护设计 260

5.3.2深部巷道二次支护的关键技术 266

5.3.3深部巷道支护的配套控制技术 268

5.3.4深部巷道稳定性综合控制技术 270

5.4深部巷道围岩支护材料与设备开发 272

5.4.1支护材料设计 272

5.4.2强力锚杆支护材料 275

5.4.3施工机具的选型与配套 278

5.4.4适用于金川矿区凿岩设备 291

5.5本章小结 292

第6章 双层改单层锚喷网强化支护试验探索 294

6.1问题的提出 294

6.2深部巷道围岩变形破坏调查与分析 295

6.2.1深部高应力巷道变形调查 295

6.2.2深部巷道变形破坏原因分析 299

6.3双层改单层锚喷网试验设计 300

6.3.1试验研究目的和任务 300

6.3.2试验研究主要技术指标 300

6.4双层改单层锚网喷支护试验方案 300

6.4.1初次支护结构厚度试验 300

6.4.2单层锚喷网支护工艺试验方案 303

6.4.3单层锚喷网支护工艺现场试验段 305

6.5双层改单层锚网喷支护工艺试验总结 315

6.5.1提高巷道支护效率 315

6.5.2简化施工工艺与工序 316

6.5.3确保初次支护施工质量 318

6.6本章小结 324

第7章 工程地质超前预报与巷道掘进新技术 325

7.1概述 325

7.2工程地质超前预报技术 325

7.2.1问题的提出 325

7.2.2巷道围岩构造控制失稳预测 327

7.2.3巷道围岩应力控制失稳预测 329

7.2.4巷道工程地质超前预报系统开发 341

7.3不良地层硬岩巷道掘进机掘进技术 344

7.3.1引言 344

7.3.2 EBZ300硬岩掘进机简介 346

7.3.3 EBZ300掘进机现场试验研究 348

7.3.4试验存在问题与解决办法 354

7.3.5掘进试验分析与效果评价 358

7.3.6试验成果与效益分析 359

7.4本章小结 364

结束语 366

参考文献 367