海下强膨胀软岩动压巷道恒阻让压耦合支护技术研究

发布时间：2019-01-24 17:33

【摘要】：为解决北皂煤矿强膨胀软岩回采巷道在超前动压力作用下引起的开挖初期变形量大、全断面持续大变形、U型钢支架破坏严重等问题,采用微观物化分析、地应力测试等手段,揭示围岩强度低、强膨胀性、强吸水软化、围岩应力四周来压、支护与围岩变形不耦合的失稳机制,提出恒阻锚杆支护方法,并揭示恒阻锚杆可通过高阻、高预紧力、可变形让压结构特征支护强膨胀软岩的支护机制,最终提出锚梁结构强化顶板+恒阻锚杆加固两帮+注浆锚固支护底角的恒阻让压耦合支护方案,并采用数值模拟进行支护效果对比分析。现场试验表明:恒阻让压耦合支护能够较大幅度减小巷道围岩变形量和超前动压影响范围,其中变形量最大282 mm,超前动压影响距离70 m,分别较普通螺纹钢锚杆+锚梁支护变形量减小64.8%、动压影响距离减小10 m,较U型钢架棚壁后浇筑混凝土支护变形量减小54.7%,动压影响范围减小20 m。在同类软岩巷道中具有良好的推广应用价值。
[Abstract]:In order to solve the problems of large initial deformation of excavation, sustained large deformation of whole section and serious damage of U-shaped steel support caused by the action of advanced dynamic pressure in mining roadway of strong swelling soft rock in Beizao Coal Mine, the micro-physicochemical analysis and in-situ stress measurement are adopted. This paper reveals the instability mechanism of low strength, strong expansion, strong water absorption and softening of surrounding rock, pressure around surrounding rock stress, uncoupling of support and deformation of surrounding rock, puts forward the method of constant resistance bolt support, and reveals that constant resistance bolt can pass through high resistance and high pretightening force. The supporting mechanism of strong swelling soft rock supported by deformable and deformable pressure structure is put forward. Finally, a scheme of coupled support with constant resistance and pressure is put forward to strengthen the roof with constant resistance anchor rod to reinforce the bottom angle of two bars of grouting anchor support. Numerical simulation is used to compare and analyze the support effect. The field test shows that the coupling support with constant resistance and pressure can greatly reduce the influence range of surrounding rock deformation and advance dynamic pressure of roadway, in which the maximum deformation is 282 mm, and the influence distance of advance dynamic pressure is 70 m. The deformation of anchor beam is reduced by 64.8m, the influence distance of dynamic pressure is reduced by 10m, the deformation of concrete support is reduced by 54.7m, and the influence range of dynamic pressure is reduced by 20m. It has good application value in soft rock roadway of the same kind.
【作者单位】： 中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下工程国家重点实验室;中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院;中国中煤能源集团有限公司;中农矿产资源勘探有限公司;
【基金】：国家十三五重点研发计划(2016YFC0600900) 国家自然科学基金青年基金项目(51404278)~~
【分类号】：TD353

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本文编号：2414670