深部軟巖煤層巷道支護技術(shù)研究.pdf

1、南屯煤礦93<,上>02工作面上順槽在開挖初期設(shè)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(wǎng)后,鋼筋網(wǎng)不能與頂板完全接觸,造成錨桿失效,產(chǎn)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(xiàn)象的原因主要是由于該順槽埋深為470~720m,已處于高應(yīng)力作用區(qū),且煤層為上軟下硬的二元結(jié)構(gòu),巷道頂板大部分為碎裂

2、結(jié)構(gòu)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(xué)機制進行研究,得出93<,上>02上順槽巷道圍巖屬于復(fù)合型軟巖,其變形力學(xué)機制為:微裂隙膨脹變形(Ⅰ<, C>)、重力和工程偏應(yīng)力擴容變形(Ⅱ<,BD>)和層理傾向型(Ⅲ<,CC>)的復(fù)合型變形機制.了解了九采區(qū)地質(zhì)構(gòu)造、各巖層的力學(xué)屬性及巷道的破壞形式,在此基礎(chǔ)上運用軟巖工程地質(zhì)力學(xué)

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(wǎng)支護③錨桿錨索聯(lián)合支護.在理論研究的基礎(chǔ)上,總結(jié)出超前錨桿預(yù)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(diào)整上部破碎塊體(移動或轉(zhuǎn)動),使其形成三維的拱殼結(jié)構(gòu),從而充分發(fā)揮圍巖自承能力,形成人為拱效應(yīng),達到預(yù)支護的目的.并在此基礎(chǔ)上運用RFPA軟件對其作用機理進行數(shù)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