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高应力软岩巷道破坏机理及锚注技术研究

张琨  
【摘要】: 开展煤矿高应力软岩巷道支护技术研究具有重要的理论意义和工程实用价值。本文以魏家地煤矿二号石门巷道返修工程为依托,采用理论分析、现场监测和FLAC-3D模拟相结合的方法,对高应力软岩巷道的围岩变形规律及其返修技术进行了研究。主要内容与结论有: (1)研究了高应力软岩巷道的变形破坏机理,分析了影响高应力软岩巷道稳定的主要因素。影响高应力软岩巷道稳定的主要因素有:巷道围岩的性质、巷道位置、埋深、地下水的作用、巷道的断面尺寸、掘进破岩方法、暴露时间、采动影响、构造应力影响以及支护方式等。高应力软岩巷道围岩变形具有流变性、大变形、难控制的特点。 (2)采用钻孔内窥仪完成了围岩松动圈范围测试研究,分析了二号石门巷道破坏的主要原因。完成了高应力软岩返修巷道的支护设计,确定采用锚杆(索)、锚注联合支护方案作为二号石门半煤岩巷道段的返修方案,给出了支护参数。 (3)设计了二号石门巷道的返修施工监测方案,采用信息化技术进行施工,进行了巷道变形、锚杆(索)受力规律监测研究。结果表明:高地应力软岩巷道的变形主要以两帮收敛和底鼓为主。锚索对控制巷道深部围岩变形有重要作用。注浆可以将松散围岩胶结成一个整体,使得锚杆和锚索成为全长锚固,可有效地控制围岩变形。 (4)采用FLAC-3D软件进行了全煤巷道段开挖施工过程三维仿真计算,分析了巷道围岩支护前后的变形演化规律,研究了巷道变形与巷道掘进工作面距离之间的关系,讨论了二号石门巷道施工对邻近巷道稳定性的影响规律,建议了二号石门巷道合理的施工措施。


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