木孔煤礦軟弱圍巖巷道支護(hù)技術(shù)研究.pdf

1、本文以貴州木孔煤礦軟巖巷道支護(hù)為工程背景，對(duì)+700運(yùn)輸順槽的原支護(hù)方式失效的原因進(jìn)行理論分析從而提出了以桁架錨索為核心的聯(lián)合支護(hù)技術(shù)。
　　木孔煤礦巷道頂板穩(wěn)定性差，強(qiáng)度低，易風(fēng)化和崩解，巷道采用錨桿錨索+鋼帶支護(hù)，由于參數(shù)設(shè)計(jì)不合理，支護(hù)強(qiáng)度不夠，施工質(zhì)量較差等造成頂板錨桿和托盤支護(hù)嚴(yán)重失效，鋼帶出現(xiàn)折斷、扭曲等破壞現(xiàn)象。因?yàn)橄锏篱_(kāi)挖以前，地下巖體處于三軸應(yīng)力平衡狀態(tài)，巷道開(kāi)挖后原有的平衡系統(tǒng)會(huì)被破壞，巷道圍巖應(yīng)力就會(huì)從新分布

2、調(diào)整，變成二維應(yīng)力狀態(tài)，圍巖強(qiáng)度變低。對(duì)于+700運(yùn)輸順槽，由于巷道圍巖強(qiáng)度低，同時(shí)受回采動(dòng)壓影響，巷道圍巖產(chǎn)生變形破壞；另外由于巷道掘進(jìn)后，不及時(shí)對(duì)支護(hù)施加預(yù)緊力或預(yù)緊力強(qiáng)度不夠，巷道頂板只是自然的疊合梁，不能發(fā)揮組合梁的作用。尤其是在軟巖巷道中，若不及時(shí)對(duì)錨桿、錨索施加一定量的預(yù)緊力，不能發(fā)揮其主動(dòng)支護(hù)的作用，只有當(dāng)頂板巖層變形到一定量時(shí)，才具有承載能力，此時(shí)巷道頂板已經(jīng)離層和破壞，圍巖自身承載能力大幅度降低。
　　通過(guò)復(fù)變函

3、數(shù)和彈性力學(xué)研究了矩形巷道圍巖應(yīng)力，以+700運(yùn)輸順槽的工程地質(zhì)資料為基礎(chǔ)，建立FLAC數(shù)值模型，分析不同高寬比和側(cè)壓力系數(shù)下矩形巷道的變形情況，根據(jù)實(shí)際情況合理確定巷道尺寸。
　　普通錨索相比于預(yù)應(yīng)力桁架錨索，其影響的半徑范圍和軸線方向的深度較小，對(duì)圍巖的應(yīng)力狀態(tài)改變較弱，因此提出桁架錨索支護(hù)技術(shù)。預(yù)應(yīng)力桁架錨索由桁架連接器、高強(qiáng)度鋼絞線、錨具、反扣裝置等組成?？梢杂行У氖怪行暂S趨近于巷道頂板上表面，減少巷道頂板巖梁拉應(yīng)力區(qū)域，

4、增大壓應(yīng)力區(qū)域，有效的改善圍巖的應(yīng)力狀態(tài)，減少了錨固區(qū)巖梁因受拉應(yīng)力作用而產(chǎn)生失穩(wěn)、垮塌事故，提高了巷道頂板圍巖整體的承載能力。預(yù)應(yīng)力桁架錨索是將錨固點(diǎn)作用在巷道兩肩窩深部圍巖內(nèi)形成類似倒楔體，通過(guò)張拉鋼絞線將預(yù)應(yīng)力傳遞到巷道頂板圍巖中。當(dāng)巷道圍巖受到動(dòng)壓荷載影響時(shí)，倒“梯形體”卡在巷道頂板圍巖兩角處，上方壓力越大，倒“梯形體”卡住越緊，在巷道頂板上方形成基點(diǎn)在兩角處的承載拱區(qū)。預(yù)應(yīng)力桁架錨索能夠在水平和垂直方向同時(shí)對(duì)巷道頂板圍巖提供壓

5、應(yīng)力，使錨固區(qū)內(nèi)的圍巖處于雙向應(yīng)力狀態(tài)。預(yù)應(yīng)力桁架錨索產(chǎn)生的主動(dòng)支護(hù)力能有效控制巷道頂板沿垂直方向向下移動(dòng)，防止頂板離層。
　　通過(guò)FLAC數(shù)值模擬的方法，研究+700運(yùn)輸順槽預(yù)應(yīng)力桁架錨索支護(hù)方案中不同桁架錨索長(zhǎng)度、錨索直徑、錨索和垂直方向的夾角、孔口和巷幫的距離、錨索的預(yù)應(yīng)力以及頂板錨桿密度然后通過(guò)SPSS差分析正交試驗(yàn)，設(shè)計(jì)出+700運(yùn)輸順槽預(yù)應(yīng)力桁架錨索支護(hù)方案；最后通過(guò)對(duì)運(yùn)輸順槽表面位移監(jiān)測(cè)表明+700運(yùn)輸順槽在預(yù)應(yīng)力桁