深部軟巖煤層巷道支護技術研究.pdf

1、南屯煤礦93<,上>02工作面上順槽在開挖初期設計為矩形巷道,沿底掘進,施工初期,巷道的破壞形式主要有以下幾個方面:①頂板破碎,并有大量頂煤冒落,造成巷道超高,難以支護;②掛網后,鋼筋網不能與頂板完全接觸,造成錨桿失效,產生安全隱患;③由于頂板煤體破碎,超前錨桿的布置不合理,不能控制頂煤的冒落,造成施工陷入中斷.造成以上現象的原因主要是由于該順槽埋深為470~720m,已處于高應力作用區(qū),且煤層為上軟下硬的二元結構,巷道頂板大部分為碎裂

2、結構的松散煤體,從而造成巷道難以支護.因此,選擇合適的巷道斷面形狀,確定合理的支護方式,就成為迫切需要解決的問題.對九采區(qū)試驗巷道的基本情況及巷道變形力學機制進行研究,得出93<,上>02上順槽巷道圍巖屬于復合型軟巖,其變形力學機制為:微裂隙膨脹變形(Ⅰ<, C>)、重力和工程偏應力擴容變形(Ⅱ<,BD>)和層理傾向型(Ⅲ<,CC>)的復合型變形機制.了解了九采區(qū)地質構造、各巖層的力學屬性及巷道的破壞形式,在此基礎上運用軟巖工程地質力學

3、理論,確定出軟巖巷道的支護對策為:①優(yōu)化斷面②錨網支護③錨桿錨索聯合支護.在理論研究的基礎上,總結出超前錨桿預支護機理:超前錨桿與破碎巖塊組成一個中間部位剛度極低的梁,而沿巷道周邊的這種梁,在變形過程中調整上部破碎塊體(移動或轉動),使其形成三維的拱殼結構,從而充分發(fā)揮圍巖自承能力,形成人為拱效應,達到預支護的目的.并在此基礎上運用RFPA軟件對其作用機理進行數值分析.運用RFPA軟件對矩形和直墻半圓拱形巷道在不同開挖位置頂板圍巖變形情