软岩大变形巷道底臌破坏机制与支护技术研究

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1、第34卷增1岩石力学与工程学报Vol.34Supp.12015年5月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringMay，2015软岩大变形巷道底臌破坏机制与支护技术研究11，211郑朋强，陈卫忠，谭贤君，戴永浩(1.中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室，湖北武汉430071；2.山东大学岩土与结构工程研究中心，山东济南250061)摘要：随着资源开采由浅部向深部转移，如何有效地控制底臌成为深部软岩巷道支护中首要考虑的问题。针对国投新集刘庄煤矿围岩破坏严重、难支护的情况，结合刘庄煤矿制冷硐室所处的地质环境特点

2、，在巷道围岩的物理力学特性、岩石矿物成分分析、现场地应力测量、现场大型真三轴流变试验的基础上，分析巷道底臌的主控因素，研究表明：本巷道底臌变形主要是由于软弱围岩在较高的水平构造应力作用下，产生明显的流变变形所致。在此基础上，对该巷道进行支护设计优化，提出一种由U型钢可压缩支架和泡沫混凝土填充结合预应力锚索的被动卸压与主动施压相结合的底臌变形控制方案，并通过数值方法验证该方案的合理性。关键词：采矿工程；煤矿；软岩；巷道；底臌；大变形；支护技术中图分类号：TD45文献标识码：A文章编号：1000–6915(2015)增1–3143–08STUDYOFFAILUREMECH

3、ANISMOFFLOORHEAVEANDSUPPORTINGTECHNOLOGYINSOFTROCKOFLARGEDEFORMATIONROADWAY11，211ZHENGPengqiang，CHENWeizhong，TANXianjun，DAIYonghao(1.StateKeyLaboratoryofGeomechanicsandGeotechnicalEngineering，InstituteofRockandSoilMechanics，ChineseAcademyofSciences，Wuhan，Hubei430071，China；2.ResearchCent

4、erofGeotechnicalandStructuralEngineering，ShandongUniversity，Jinan，Shandong250061，China)Abstract：Asundergroundresourcesexploitationgoesdeeperanddeeper，howtoeffectivelycontrolthefloorheavebecomesakeyprobleminroadwaysupport.ConsideringthesurroundingrockdamageseriousanddifficulttosupportofL

5、iuzhuangcoalmineinXinji，combinedwiththegeologicalenvironmentcharacteristicsofrefrigerationcavernofLiuzhuangcoalmine，alargenumberofin-situandlaboratorytestsweredoneincludinggeostressmeasurement，truetriaxialrheologicaltest，physico-mechanicalpropertiesofroadwaysurroundingrockandrockmineral

6、compositionanalysis.Theresearchresultsshowthatfloorheaveofthisroadwayismainlycausedbytheflowingdeformationoftheweakwallrockundertheinfluenceofhighhorizontaltectonicstress.Optimizedsupportdesigniscarriedoutforthisroadwaybasedonanalysisabove，proposingthefloorheavecontrolstrategyofcompress

7、iblesteelarchandfoamconcretecombinedwithpre-stressedanchorcable.Therationalityoftheschemeisverifiedbymeansofnumericalsimulation.Keywords：miningengineering；coalmine；softrock；roadway；floorheave；largedeformation；supportingtechnique收稿日期：2014–02–25；修回日期：2014–07–11基金项目：国家自然科学基金资助项目(5