復雜高應力軟巖巷道圍巖控制理論研究.pdf

1、伴隨著我國國民經(jīng)濟的持續(xù)飛速發(fā)展，煤炭資源的消耗越來越大，深井開采將成為未來煤礦井工開采的趨勢。相對于傳統(tǒng)的淺部開采，深部開采不僅僅是開采方式的變革，更面臨著支護方式的重大轉變。高應力軟巖越來越多地出現(xiàn)在深部礦井中，其支護問題更是深井開采亟待解決的重大難題。
　　本課題的研究是以貴州省盤江精煤股份有限公司月亮田礦“復雜條件軟巖巷道支護技術研究”為項目依托，通過理論分析、實驗研究、數(shù)值模擬、現(xiàn)場試驗及觀測相結合的綜合研究方法，對復雜

2、高應力軟巖巷道圍巖控制理論進行了系統(tǒng)研究。
　　文章通過對復雜高應力軟巖巷道圍巖變形破壞規(guī)律的研究，分析了復雜高應力軟巖巷道變形破壞機理。在此基礎上，理論分析了預應力錨桿對圍巖的穩(wěn)固作用及支承壓力作用下的巷道底臌機理，得出了影響巷道底臌的數(shù)學表達式。
　　通過室內巖石力學實驗，成功得到了月亮田礦南三軌道下山181＃煤層頂?shù)装迕簬r的重要力學參數(shù)。同時，對比試驗在不同圍壓下巖石的抗壓強度變化，分析了在低應力和高應力下巖石的不同變

3、化形態(tài)。實驗結果反應出在低圍壓狀態(tài)下，巖石體現(xiàn)硬巖屬性;而在高圍壓狀態(tài)下，巖石開始體現(xiàn)軟巖的屬性，屬于典型的高應力軟巖。
　　對月亮田礦南三采區(qū)軌道下山巷道進行松動圈測試，重點比對未注漿段巷道與注漿段（注漿管長度為2m）巷道圍巖破碎情況。同時觀測中部車場交叉點處（應力集中）巷道圍巖松動圈大小。對比分析測試結果，得出:①未注漿段巷道淺部圍巖完整性較差，2m范圍內巖層破碎嚴重。②注漿段（注漿管長度為2m）在注漿有效半徑(2.5m)內圍

4、巖完整性較好，但超出有效半徑部分圍巖依然破碎。③中部車場交叉點處巷道處于應力集中區(qū)域，且巷道受動壓作用明顯，圍巖變形破碎相對前兩段區(qū)域較大，松動圈范圍均有較大增加。
　　應用FLAC2D數(shù)值分析軟件，分別模擬預應力錨桿、圍巖注漿對高應力軟巖巷道圍巖穩(wěn)定性的影響。探討了底板注漿在高應力軟巖巷道中的積極作用。
　　提出了“預應力錨桿、圍巖淺部與深部及底板注漿相結合”的錨桿注漿支護方式，論文研究成果成功應用于月亮田礦南三采區(qū)軌道下