浅析高应力巷道支护技术研究

《浅析高应力巷道支护技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、浅析高应力巷道支护技术研究　　【摘要】对高应力巷道区域支护及效果进行全面分析，针对深部软岩巷道围岩应力高、松动范围比较大、围岩变形相对较为严重的特点，应用深层巷道围岩来控制“内、外承载结构”耦合稳定原理，提出了深部软岩巷道卸压支护技术。并取得了很好的经济效益。为同类软岩巷道支护提供了更好借鉴。为进一步升级巷道及改善原有问题提供合理参考数据。【关键词】内、外承载结构卸压联合支护随着矿井不断的开采，目前我国大部分矿井的开采深度逐渐增加.由于深度的加大，巷道掘进和维护的环境就越来越差，软岩巷道维护较为困难，软岩问题尤为突出.巷道顶板不断下沉，两帮变形严重，最为突出的是底臌强

2、烈，且持续变形，给巷道围岩支护控制带来极大的不便。1深部巷道围岩控制“内、外承载结构”耦合稳定原理依据深层软岩巷道矿压特征，提出深层巷道围岩控制“内、外承载结构”耦合稳定原理，“内承载结构”是指锚固体、注浆体及支架等巷道支护构造；“外承载结构”指巷道围岩应力峰值点附近，以部分塑性硬化区和软化区岩体为主体组成的承载结构，为主承载结构。2卸压支护技术的提出6根据深部巷道围岩控制“内、外承载结构”耦合稳定原理，提出了深层软岩巷道卸压支护新技术。此项技术综合运用围岩卸压、锚梁网喷支护、u型钢支护、注浆和锚索加强支护等方法。3导硐卸压及支护参数（1）导硐几何形状及尺寸。导硐的方

3、位与设计巷道的方位完全一致.断面采用半圆拱形，墙高1m，宽2.4m，如图3.l所示。（2）导硐支护。导硐采用锚网喷支护。采用L1800mm，l8mm的圆钢锚杆，每根锚杆采用1支L600mm直径为23mm的树脂药卷锚固，锚杆间排距为800mmx800mm。采用直径为4mm的100mmX100mm网孔铁丝网护帮护顶。全断面喷射混凝土±30mm厚，支护断面如图3.l所示。（3）卸压时间。卸压时间依据导硐开挖支护后变形损坏情况确定。卸压导硐开挖支护后l0至15d内，围岩收敛变形速率相对较快，喷层不断开裂，岩层中裂隙增加，相对应力释放较快，如图3.2中OA段所示。15d后围岩松

4、动，软弱夹层破碎流变，如图2中AB段所示，35d以后围岩变形减缓，曲线变平，如图3.2中BC段所示，说明卸压已基本完成，可以进行扩巷和支护工作。4巷道支护参数6（1）锚杆支护参数。采用L2400mm直径20mm的强螺纹钢无纵筋锚杆，排间距为650mm×700mm。采用2支L600mm直径23mm的树脂药卷加长锚固，巷道顶板和两帮挂钢丝网和铺设钢筋梯子梁。（2）注浆加固参数。采用水泥单液注浆，水灰比0.8：1，加入水玻璃3%（体积比）。顶板和帮注浆孔深度为3000mm，底板注浆孔深度2000mm，直径均为32～42mm。注浆孔排距2000mm，间距1500mm.注浆压力

5、为l～2MPa，根据围岩情况具体确定，围岩破碎时适当降低注浆压力，围岩完整时适当提高注浆压力。一般情况下对围岩进行一次注浆，围岩来压严重时，可以多次进行注浆。（3）U型钢支护参数。采用U29型钢支架，排距600mm。（4）锚索支护参数。锚索孔直径28mm，采用锚杆钻机打眼。锚索采用l5.24×7300mm单根钢绞线，锚深7000mm，外露不超过300mm。每根锚索用3支长600mm的树脂药卷进行锚固，其中1支双速药卷，2支中速药卷，末端采用400mm的12#槽钢作为托盘.断面上布置3根锚索，顶锚索布置在巷道顶板中部，帮锚索布置在离巷道底板1250mm处，钻孔仰角20°

6、。锚索间距2100mm，即3排锚杆1排锚索。（5）浇筑巷道底板混凝土及喷射混凝土参数。为保证巷道底板的稳定，同时保证注浆时不从巷道底板漏浆，在巷道底板浇筑厚250～300mm的混凝土。为封闭围岩和保证注浆压力，对围岩喷射混凝土，初喷厚度20～30mm，复喷厚度80～100mm。5卸压支护技术原理6假定在均质围岩内开挖空间为圆形。在径向应力作用下，经过一定的时间△T后，巷道围岩径向蠕进距离为t，则围岩蠕进速度V与径向应力梯度成正比.即V=K（）/（r-r0）（3.1）式中――距巷道中心处围岩径向应力；――巷道周界上围岩径向应力；K――围岩蠕进系数。由（3.1）式可知，围

7、岩的蠕进速度与径向应力梯度△/△r成正比，为了降低围岩径向应力梯度，只能提高支护的承载能力，从而提高巷道周边围岩径向应力，当巷道周边围岩径向应力增加到与深部围岩应力相等时，即=0，则V=0，可以有效地防止围岩变形。然而，单纯提高支护强度是不经济的。反之，允许围岩适量蠕进，解除或缓解围岩应力将有重要意义。如果支护壁后受切应力挤压破坏的岩石挤入支护空间后，壁后则成为破碎岩体，高应力区会向围岩深度转移，应力差一定时对应间距r-r0增大，对降低围岩蠕进速度是有益的。蠕进系数K是描述围岩物理机械特性的参数。由（3.1）式知，当K=0，则V=0，表示围岩属于刚性