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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