应包括立项背景与目的、任务来源、组织研究过程、技术原理或总体构思、技术方案、主要技术创新点、研究成果、与国内外同类技术的综合比较、第三方评价与推广应用情况、技术与社会经济效益等

应包括立项背景与目的、任务来源、组织研究过程、技术原理或总体构思、技术方案、主要技术创新点、研究成果、与国内外同类技术的综合比较、第三方评价与推广应用情况、技术与社会经济效益等内容摘要：

(垂直孔 \水平孔 \斜孔 \俯、仰角孔 )。 系统结构：智能钻孔光学成像系统主要由成像仪主机、探头、绕线架、深度 9 计数器和连接电缆组成。 内部包含有可获得全 景图像的反射镜、提供照明的光源、用于定位的电子罗盘以及 CCD 摄像机。 主机内系统控制、图像采集、显示与存贮高度集成，内置 ARM 和 DSP 内核，对全景图像实时进行自动采集，能够对图像进行处理，形成各种结果图像，包括平面展开图，立体柱状图，也可同幅显示岩芯描述结果表，其图像显示输出模式可以使全景视频图像和平面展开图像实时呈现。 监测断面布置与元件埋设方案见图 1 所示。 观测方式用上述测试元件测试相应的数据。 注：图中 1~6 为测点编号 图 1 监测断面布置图 ① 巷道收敛变形监测 每个测站在巷道左帮、顶板、右帮分别设置 3三个测点，观测断面按“ Δ”法布置，即分别在图 1 中的 1 和 4 位置处，在巷道围岩表面用钻孔施工一个巷道表面收敛测点。 监测元件为 JSS30A 型数显收敛计。 ② 岩体深部位移及顶板离层监测 分别在右拱基线、顶板，左拱肩分别各布置一个多点位移计，测点号 3，位置在图 1 中的 3， 1 和 6 位置处，每个孔内设 7 个基点，深度分别为7m、 5m、 4m、 3m、 、 、 ，监测 7m围岩内部的位移特性及其发展规律。 监测元件采用自行设计加工的位移计。 同时在 1， 2， 3 和 6 位置处分别设置一个钻孔窥视仪测试钻孔。 10 ③ 支护结构应力监测 分别在顶板和拱肩处，即 2 号位置设置锚索和锚杆测力计，测点号同表面位移监测布置一样，监测巷道拱顶和拱肩处的锚索及锚杆支护轴力。 ④ 破裂区范围及变化趋势监测 在两帮 5 号位置各设置一个围岩破裂区测试钻孔，用以测定围岩破裂区的发展演化规律。 监测元件为声波测试仪。 ⑤ 全景数字化智能钻孔电视成像观测 在顶板、拱基线和拱肩位置处钻孔，使用 JLIDOI(A)型 智能钻孔电视成像仪，观测钻孔内岩体性质和裂隙发育状况。 地应力测试方案 本次在望峰岗煤矿进行的地应力量测仪器是由安徽理工大学自己研制的套筒致裂设备，该设备主要优点有： (1) 能测量较深处的绝对应力状态； (2) 它是最直接的测量方法，无需了解和测定岩石的弹性模量； (3) 套筒致裂测量应力的作业空间要求小，仪器操作简单易行，测试成功率高； (4) 克服了应力解除法需要的套芯工序，可利用现场施工的钻孔进行压裂试验； 套筒致裂法的实质是利用具有耐高压橡胶套筒的圆柱形千斤顶，使测试钻孔的某一加压段逐步施加 内压，直至周围介质出现纵向张性裂缝为止。 整个测试系统由手压油泵、高压油管、压力表和套筒应力计组成。 利用套筒致裂法进行地应力测试，主要的测试步骤如下： ① 沿巷道的周边某个径向方向钻孔； ② 将套筒致裂装置放入钻孔并以环氧树脂密封住孔口及孔底； ③ 利用手动油泵往套筒致裂装置内连续加压，并记录各次加压的压力值，直至钻孔出现张性裂缝为止，此值为第一次峰值压力； ④ 进行第二次致裂试验，并记录各次加压的压力值和第二次峰值压力； ⑤ 以两次峰值压力差确定巷道材料的抗拉强度； 11 ⑥ 根据液体压力 体积变化曲线的拐点确 定关闭压力值 (等于最小主应力 )； ⑦ 将第一次峰值压力 1bP 、巷道材料抗拉强度 T 及最小主应力 min? 代入式1 m in m a x3bPT??? ? ?，可得最大主应力 max?。 测试部位的选取 ： 为了能够在测试地应力时不影响现场施工，本次在望峰岗煤矿二副井井口附近的地应力量测地点选在硐室施工断面较大的水泵房内，测试是在岩性较好的硬质中细砂岩中进行的。 测试试验过程中，首先在水泵房巷道左帮完整性相 对较好的中细砂岩中打一直径为 32mm 深度为 12m 的钻孔，经清孔后，按照 上述 的测试步骤逐次进行套筒加压扩张试验，将获得的参数代入1 m in m a x3bPT??? ? ?和式 2 min max3bP ????，计算获得测试平面上的最大主应力max? 、最小主应力 min? ，而另一个主应力 v? ，则是按照测试点上覆岩体的自重按照公式 v z??? 计算 获得。 至于三个主应力的方向则是按照构造地质统计分析的方法得到。 室内试验方案 室内试验的目的 主要 是 以深埋裂隙岩体巷道开挖过程中卸载状态为研究背景，以固结卸载的三轴剪切和蠕变试验结果为基础获得了裂隙岩体弹黏塑本构力学模型。 室内试验具体方案为： 结合地应力量测试验，现场在试验点附近采取了两组岩石的试样，取样钻头采用 N 型金刚石钻头，双层岩芯管，试样直径为 75mm。 由于花斑状泥岩极其破碎，该层岩石没有取到适合室内实验用样标准的岩石。 采样都是取较完整的岩块，对于采取到的岩块试样及时送到实验室加工成标准试件，用于 单轴抗压强度试验和三轴剪切试验。 试件的抗拉强度试验采用劈裂法间接测得。 理论分析方案 方案 基于现场实测数据的分析，得到了深井巷道围岩变形的特性 —— 分区多次破 12 裂，通过理论分析 提出深埋巷道围岩多次破裂的形成机制，提出了复合岩体梁稳定分析方法，并应用于深埋巷道直墙部分围岩稳定分析。 利用 固结卸载的三轴剪切和蠕变试验结果为基础获得了裂隙岩体弹黏塑本构力学模型 ， 通过二次开发技术，将建立的本构模型嵌入 FLAC3D 软件中，以保证数值模拟采用的的是合理的材料模型。 (1)为了便于比较，先用 FLAC3D 软件中内置的弹塑性本构模型 —— 摩尔 库伦模型 (MohrCoulomb)—— 对深井巷道围岩变形进行了弹塑性分析； (2)为了研究不同水平地应力特征对深埋巷道围岩变形的影响，对不同侧压力水平下的深埋巷道围岩变形进行模拟对比分析。 在做对比模拟分析时，模型中其他参数保持不变，仅变化水平侧压力系数 K0，取 3 个水平的 K0，对比分析 三个不同侧压力水平下深井巷道围岩的变形情况； (3)为了研究不同巷道尺寸对深埋巷道围岩变形的影响，对不同跨度和高度的深埋巷道围岩变形进行了模拟对比分析。 在做对 比模拟分析时，模型其他参数保持不变，仅变化巷道跨度或者高度，各取 3 个水平。 在做对比分析的时候，变化深埋巷道跨度时，其高度保持不变；而变化其高度时，其跨度保持不变。 (4)为了 研究 岩层层理的存在对深井巷道围岩变形的影响，对 考虑岩层层理影响的深埋巷道围岩变形 进行了数值 分析。 有岩层层理穿过巷道的情况，由于在FLAC3D 中建模不是很容易实现，这里采用在 ANSYS 软件平台下建模，然后通过自行编制的模型转化程序 ANSYStoFLAC3D 将模型导入 FLAC3D 里面进行分析计算。 (5)为了 研究 注浆加固 对深井巷道围岩变形特 性的影响，对注浆加固的 深埋巷道 围岩变形进行了 数值模拟分析。 (6)为了考虑 深井巷道围岩的流变特性对其变形的影响， 进行了基于卸荷条件下裂隙岩体流变本构模型的巷道分布开挖围岩变形数值模拟分析。 基于 室内试验的结果 ，研制在 FLAC3D 平台上的卸荷条件下裂隙岩体流变本构。