復(fù)雜高應(yīng)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(jì)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(shì)。相對(duì)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(hù)方式的重大轉(zhuǎn)變。高應(yīng)力軟巖越來越多地出現(xiàn)在深部礦井中，其支護(hù)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(fù)雜條件軟巖巷道支護(hù)技術(shù)研究”為項(xiàng)目依托，通過理論分析、實(shí)驗(yàn)研究、數(shù)值模擬、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及觀測(cè)相結(jié)合的綜合研究方法，對(duì)復(fù)雜

2、高應(yīng)力軟巖巷道圍巖控制理論進(jìn)行了系統(tǒng)研究。
　　文章通過對(duì)復(fù)雜高應(yīng)力軟巖巷道圍巖變形破壞規(guī)律的研究，分析了復(fù)雜高應(yīng)力軟巖巷道變形破壞機(jī)理。在此基礎(chǔ)上，理論分析了預(yù)應(yīng)力錨桿對(duì)圍巖的穩(wěn)固作用及支承壓力作用下的巷道底臌機(jī)理，得出了影響巷道底臌的數(shù)學(xué)表達(dá)式。
　　通過室內(nèi)巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)，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(xué)參數(shù)。同時(shí)，對(duì)比試驗(yàn)在不同圍壓下巖石的抗壓強(qiáng)度變化，分析了在低應(yīng)力和高應(yīng)力下巖石的不同變

3、化形態(tài)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果反應(yīng)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(yīng)力軟巖。
　　對(duì)月亮田礦南三采區(qū)軌道下山巷道進(jìn)行松動(dòng)圈測(cè)試，重點(diǎn)比對(duì)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(shí)觀測(cè)中部車場(chǎng)交叉點(diǎn)處（應(yīng)力集中）巷道圍巖松動(dòng)圈大小。對(duì)比分析測(cè)試結(jié)果，得出:①未注漿段巷道淺部圍巖完整性較差，2m范圍內(nèi)巖層破碎嚴(yán)重。②注漿段（注漿管長度為2m）在注漿有效半徑(2.5m)內(nèi)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(chǎng)交叉點(diǎn)處巷道處于應(yīng)力集中區(qū)域，且巷道受動(dòng)壓作用明顯，圍巖變形破碎相對(duì)前兩段區(qū)域較大，松動(dòng)圈范圍均有較大增加。
　　應(yīng)用FLAC2D數(shù)值分析軟件，分別模擬預(yù)應(yīng)力錨桿、圍巖注漿對(duì)高應(yīng)力軟巖巷道圍巖穩(wěn)定性的影響。探討了底板注漿在高應(yīng)力軟巖巷道中的積極作用。
　　提出了“預(yù)應(yīng)力錨桿、圍巖淺部與深部及底板注漿相結(jié)合”的錨桿注漿支護(hù)方式，論文研究成果成功應(yīng)用于月亮田礦南三采區(qū)軌道下