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1、复合型软岩巷道支护研究张向东1,赵鹏涛1,任强2(1.辽宁工程技术大学土木与交通学院,辽宁阜新123000;2.鄂尔多斯市昊华红庆梁矿业有限公司,内蒙古鄂尔多斯017000)摘要:为解决复合型软岩巷道支护问题,提出在喷网支护的基础上增设U型钢可压缩性金属支架和高强度混凝土基础墩的支护方案。利用FLAC,重点分析混凝土基础墩、混凝土喷层厚度、可压缩性刚性支架间距对红庆梁矿主斜井巷道围岩和支护结构变形和力学特性的影响。研究表明:(1)混凝土基础墩的设置使围岩和支护结构应力分布更加均匀,消减了应力集中现象,提高了围岩稳定性和支护强度;(2)支护与围岩关系确定
2、的情况下钢支架间距对巷道围岩变形、支护结构的变形和内力影响大于混凝土喷层厚度。上述研究成果为复合型软岩巷道支护方案设计与施工提供了理论依据,具有重要的工程意义。关键词:复合型软岩;U型钢可压缩性支架;混凝土基础墩;支护方案;FLAC中图分类号:U45文献标识码:ASTUDYOFSUPPORTFORCOMPOUNDSOFTROCKROADWAYSZHANGXiangdong,ZHAOPengtao(1.InstituteofCivilandTransportation,LiaoningTechnicalUniversity,Fuxin,Liaoning,
3、123000,China;2.OrdoscityHaoHuaHongQingliangminingco.,Ltd,Ordos,InnerMongolia,017000,China)Abstract:Inordertosolvesupportissueofcompoundsoftrockroadways,aschemewhichaddsU-steelcompressibleframeandhighstrengthconcretesfoundationpierbasisofspraynetworksupportisproposed.UsingFLACana
4、lysisemphaticallyconcretepier,concretespraylayerthickness,compressiblerigidsupportspacingeffecttodeformationandmechanicalpropertiesofHongQingliangminesloperoadwayssurroundingrockandsupportingstructure.Theresultsshowsthat:(1)Settingconcretefoundationpiermakesurroundingrockandsupp
5、ortingstructurestressdistributionismoreuniform,reducestressconcentrationphenomenonandimprovethestabilityofsurroundingrockandsupportstrength.(2)Underrelationshipbetweensupportandsurroundingrockbedetermined,theeffectthatsteelsupportspraytoroadwaysurroundingrockdeformation,retainin
6、gstructuredeformationandinternalforceisbiggerthanconcretespraylayer;Theresultsaboveresearchedprovetheorybasisfordesignandconstructionofcompoundsoftrockroadways.Keywords:compoundsoftrock;U-steelscompressiblestent;concretesfoundationpier;supportscheme;FLAC0引言随着我国煤炭行业的迅速发展,煤矿巷道已呈现出
7、掘进深度大,所处地质岩层复杂,高地应力、支护难度大等特点。尤其是近几年软岩建井数量在各类岩层总建井数量中占有较大比重,而软岩巷道掘进过程中遇到的问题是陌生的,加之软岩成因多样,类型繁多,问题的复杂性和解决问题的难度也是以往未曾遇到的。为在软弱岩层建成高效高产安全的矿井,软岩巷道支护是首要并且重点解决的问题。大量的实践已证明软岩巷道支护问题已成为制约我国煤矿生产发展的重大问题之一[1-3]。软岩巷道支护问题已引起国内外广大学者的高度关注,通过大量的现场试验、室内试验和理论研究等手段,已在软岩巷道支护理论和支护技术方面取得了大量的研究成果。支护理论方面:国
8、外,20世纪早期是以Heim、Rankine和Kinnick理论为代表的古典压力理论[4],认