摘要:针对金能煤矿1201回风巷道存在的深部高应力软岩难支护问题,通过现场调研、理论分析、数值模拟及现场工业性试验,系统地分析了巷道围岩变形破坏机理,并提出了有效的支护方案。首先研究分析了巷道围岩变形破坏的主要机理,指出地质条件差、围岩渗水以及支护参数不合理是导致巷道变形失稳的主要因素。基于以上变形特征,提出了一种“锚杆(索)+金属管棚+注浆+钢筋网”联合支护方案。该方案通过长短锚索的有机结合,实现了深浅部围岩的有效支护,提高了围岩的整体稳定性。在理论分析方面,基于莫尔-库伦准则,对比了原始支护方案与优化支护方案的支护作用力和围岩强度变化,从理论上验证了优化支护方案的适用性。并数值模拟分析了优化支护方案在巷道顶板支护应力、两帮支护应力、支护水平位移以及支护垂直位移等方面均显著优于矿井巷道原始支护方案,分别提高了约0.02 MPa、0.08 MPa、125 mm和137 mm。同时,为验证优化支护方案的实际效果,在现场进行工业性试验。试验结果表明,优化支护方案后巷道的顶底板和两帮围岩控制效果分别提高了约59.20%和62.42%,显著优于原始支护方案。综上所述,优化后的联合支护方案在深部复杂破碎软岩巷道围岩变形控制作用效果满足矿井需要,并为其他类似地质条件下的矿井巷道支护提供了重要参考。
文章目录
1 工程概况
1.1 工程地质条件
1.2 1201回风巷道原有支护方案
2 现有巷道变形破坏机理分析
2.1 巷道变形特征分析
2.2 巷道变形因素分析
3 岩石力学试验
3.1 单轴压缩试验
3.2 锚杆锚索预应力试验
4 巷道合理支护参数选择
4.1 锚杆(索)联合支护分析
4.2 巷道支护方案设计
5 支护效果分析
5.1 支护效果理论分析
5.2 支护方案模拟验证
6 现场工业性试验
7 结 论