高應力軟巖巷道置孔釋壓支護理論與技術研究.pdf

1、目前對于高應力軟巖巷道支護方式可歸結為以下幾方面:一是被動剛性支護;二是聯合支護;三是剛柔耦合支護;四是卸壓支護等。這幾種支護方式雖然在高應力軟巖巷道中取得了一定的支護效果。但是，由于支護體強度有限、巷道開挖量大、圍巖擾動破壞嚴重和返修率高等原因，使巷道總是處于不穩(wěn)定狀態(tài)。為了從根本上解決高應力軟巖巷道支護難題，本文研制出了一種新型置孔釋壓材料，將該材料應用于高應力軟巖巷道支護中，并首次提出釋壓支護理念和置孔釋壓一次成巷支護技術，該技術

2、具有支護效果好，置孔釋壓綜合承載力高，圍巖穩(wěn)定，巷道開挖量小、一次成巷無需翻修等特點。以下為本文的主要研究成果:
　　 (1)通過對目前高應力軟巖巷道支護技術研究，分析支護過程中存在的難題和缺點，首次提出針對高應力軟巖巷道采用置孔釋壓材料實現置孔釋壓的支護理念。
　　 (2)利用X射線熒光光譜分析法(XRF)、筒壓強度試驗、軟化系數測定、安定性測試技術、堅固性測試和吸水率測試等手段，通過試驗分析粉煤灰、煤矸石和仿鋼纖維特

3、性。選出適合釋壓材料的原材料。
　　 (3)通過抗壓強度試驗、顯微CT、掃描電鏡、抗腐蝕性、抗疲勞性試驗。從微觀結構和宏觀力學兩方面出發(fā)，分析比較了不飽和聚酯樹脂纖維、水泥纖維、環(huán)氧樹脂纖維和酚醛樹脂纖維釋壓材料加入仿鋼纖維前后的抗壓強度、密實度。最終確定選用不飽和聚酯樹脂纖維材料為釋壓材料。釋壓材料配合比為:不飽和聚酯樹脂∶煤矸石∶粉煤灰=1∶4.8∶0.35，仿鋼纖維摻量為2％。
　　 (4)通過對釋壓材料的孔形、孔

4、數和置孔率研究，確定了孔形為圓形、置孔率為35％、孔數為18孔的不飽和聚酯樹脂纖維釋壓材料作為一種新型置孔釋壓材料，并確定了置孔釋壓材料的主要力學參數。
　　 (5)基于對高應力軟巖巷道彈塑性理論和能量理論研究，分析了置孔釋壓材料釋壓機理;圍巖應力與釋放壓力及支護體的關系;圍巖變形量和置孔釋壓材料釋壓量的關系，得出預設破碎區(qū)可以有效降低高應力軟巖巷道破碎區(qū)半徑。提出了置孔釋壓材料最佳釋壓量概念和高應力軟巖巷道預設破碎區(qū)支護理念。