豐城礦區(qū)深部巖巷圍巖應(yīng)力分析及控制技術(shù)研究.pdf

1、本文以江西豐龍礦北翼-800m采區(qū)回風(fēng)石門作為工程背景，計(jì)算了深部巷道圍巖壓力，分析了深部巷道圍巖失穩(wěn)原因，在此基礎(chǔ)上提出分步聯(lián)合支護(hù)方案，實(shí)踐表明分步聯(lián)合支護(hù)方案效果良好，可較好地控制圍巖變形。
　　構(gòu)建深埋巷道圍巖破壞機(jī)制，由“向下坍落的楔形坍落體+以頂角為圓心的轉(zhuǎn)動圓弧體+兩個平動三角形體”構(gòu)成。得到此破壞模式圍巖壓力極限分析上限解的目標(biāo)函數(shù)及其約束條件，采用優(yōu)化方法得到圍巖壓力的優(yōu)化解。并采用線性Mohr-Coulomb破

2、壞準(zhǔn)則對分析各個參數(shù)對圍巖壓力的影響。
　　通過X射線衍射實(shí)驗(yàn)以及分析現(xiàn)場實(shí)際情況可知，膨脹性軟巖礦物產(chǎn)生的膨脹壓力，圍巖四周十分復(fù)雜應(yīng)力場以及不合理的支護(hù)方案，這些對維護(hù)巷道圍巖的穩(wěn)定都極為不利。根據(jù)實(shí)際情況提出分步聯(lián)合支護(hù)技術(shù)并論述其優(yōu)越性，通過“應(yīng)力恢復(fù)、圍巖增強(qiáng)、固結(jié)修復(fù)、應(yīng)力轉(zhuǎn)移”4項(xiàng)基本對策，可以更好地適應(yīng)深部巖體的變形要求。采用流變理論對二次支護(hù)時間的選擇進(jìn)行了探討。
　　基于松動圈理論及懸吊理論初步設(shè)計(jì)了錨桿

3、、錨索的參數(shù)，采用錨固復(fù)合承載體模型驗(yàn)證錨桿參數(shù)的合理性。對錨索的間排距、直徑以及長度等參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，進(jìn)行正交試驗(yàn)。分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)，最終取A2 B2 C1（錨索長度7m，直徑17.80mm，間排距1.6m×1.6m）為最佳方案。
　　針對3種不同支護(hù)方案（方案1“錨噴+注漿支護(hù)”支護(hù)；方案2“錨噴+全斷面錨索、注漿”一次聯(lián)合支護(hù)；方案3“錨噴+全斷面錨索、注漿”分步聯(lián)合支護(hù)），運(yùn)用FLAC3D軟件對支護(hù)效果進(jìn)行數(shù)值模擬。結(jié)果表

4、明：方案2和方案3的支護(hù)效果好于方案1，特別是在方案1中出現(xiàn)底鼓量大的問題得到了改善。分步聯(lián)合支護(hù)使得巷道圍巖變形得到了很好的控制，允許圍巖初期產(chǎn)生一定的變形，避免了錨桿錨索同時支護(hù)導(dǎo)致承載不同步的問題，是比一次聯(lián)合支護(hù)更加合理的支護(hù)方式。
　　將分步聯(lián)合支護(hù)應(yīng)用于工程實(shí)踐，通過對巷道圍巖的壓力以及變形量的監(jiān)測，結(jié)果表明：圍巖壓力在25~30天左右趨于穩(wěn)定；實(shí)施了分步聯(lián)合支護(hù)的巷道圍巖變形量較小，二次支護(hù)90天后圍巖變形量基本趨于