综放工作面开切眼与停采线大断面巷道支护技术分析

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1、些查型垫查兰堡主堂壁丝兰!堑堡现有的普通锚杆支护设计采用悬吊、组合梁、加固拱等理论，均是针对一般巷道的顶板提出的，这与浅埋隧道工程岩巷相适应，对全煤回采巷道，仍沿袭普通锚固方式，其支护不能满足现场复杂多变的条件，也达不到现场支护要求，采用耦台支护能有效地控制顶板下沉，防止顶板大面积塌落。目前，对于开切眼与停采线大断面巷道，由于理论知识的局限、地质条件的复杂多变，对其变形机理、围岩控制变形认识不清，支护参数选取存在一定的盲目性，支护效果不理想。虽然国内外许多专家学者在这方面作了一些有益的工作，但对这一问题尚缺乏系统的研究。本课题拟在这方面作一些有益的探索，以开切眼与收作眼大断面巷道为研究

2、对象，以充分发挥围岩的自承能力为出发点，分析大断面巷道围岩位移、应力分布、破坏机理的特征、塑性区演化规律，研究综放大断面开切眼与停采线巷道的围岩控制机理及技术，为综放开采开切眼与停采线大断面巷道合理支护提供理论依据。1．2研究现状与文献综述1．2．1巷道支护现状巷道围岩的稳定是围岩与支护体共同作用的结果，围岩本身就是支护结构或支护结构不可分割的重要组成部分。当围岩有足够的支撑能力，围岩就处于自稳状态，勿须支护亦属于稳定结构；只有围岩自稳能力不足时，才需要提供一定的支护，以补偿围岩自稳能力不足的部分，使之成为稳定的结构。围岩支护分两种支护方式，即被动支护和主动支护。被动支护即各种形式的架

3、棚和砌碹支护，这种支护方式是从巷道围岩外部架设支护体，对围岩进行支撑和保护，从而限制围岩变形，属于消极支护，这种支护方式，支架为支护体，围岩为荷载，两者对立，截然分开。主动支护即各种形式的锚杆及锚喷支护，这种支护方式与其支护对象一围岩结合在一起，共同作用。支护体锚喷结构既能直接对围岩起支撑与保护作用，又能从内部加固围岩，发挥围岩的自承能力，将被加固的围岩由载荷体变为支撑体。一般支护都是采用两种相结合的形式，其原则是首先考虑使用主动支护，即锚杆、锚索等加固形式；其次采用被动支护，即会属网，喷浆混凝七和金属支架等。新奥法是奥地利专家L．V．Rabcewicz在总结前人经验的基础上提出的一套

4、隧道设计、施工新技术，随后被逐步运用到煤矿软岩支护中去。耳前，已成为软岩支护主要的理论之一，新奥法最核心的问题一利用围岩自承能力，使围岩本身形成支承环【2。341。兰格(F．A．Lang)通过光弹实验发现，当预应力锚杆群进入围岩后，岩体内便形成以锚杆两2些查登垫查堂堡主兰垡堕塞!堕丝头为顶点的锥形压缩区，若将锚杆以适当的间距排列，使相邻锚杆的锥形体压缩区相重叠，便形成一定厚度的连续压缩带，压缩带内的岩石在预应力状态下，显著地提高围岩的强度，因此认为预应力锚固具有挤压加固围岩的作用【5】。R．Fermer和H．Schmidt等人运用弹性力学和塑性力学分析巷道围岩弹塑性应力分布和围岩与支架

5、的相互作用理论【6。71。日本山地宏和樱井春辅提出围岩支护的应变控制理论18】，该理论认为：巷道围岩的应变随支护结构的增加而减小，而许用应变则随着支护结构的增加而增大，通过加强支护结构可较容易地将围岩的应变控制在许用应变范围内。M．D．Salamou等人提出能量支护理论【”，他们认为支护与围岩相互作用、共同变形，在共同变形过程中围岩释放一部分能量，而支架则吸收一部分能量，但总的能量没有变化，因而主张利用支护结构使其自动调解围岩释放的能量和支护体吸收的能量，使其相互调解平衡。中国矿业大学董方庭教授提出的松动圈支护理论p12】，依据松动圈的大小对围岩进行分类，该理论认为巷道支护对象为松动圈

6、内围岩自重、深部围岩的弹塑性变形和松动围岩的碎胀变形(碎胀力)，松动圈越大，巷道收敛变形越大，支护越困难，因此要防止围岩松动圈发展过程中有害变形。冯豫、郑雨天等人在总结新奥法支护基础上提出“联合支护技术11314。151，认为软岩巷道支护要：先柔后刚、先挖后让、柔让适度、稳定支护”。并由此发展起来锚喷网架和锚带网架和锚带喷架等联合支护技术。何满朝教授提出的关键部位耦合支护理论【5“61∽l，认为巷道支护破坏主要是支护体与围岩体在强度、刚度和结构等方面存在不耦合，主张采取适当的支护转化技术，使其相互耦合；主张复杂巷道支护要分为两次支护，第一次是柔性的面支护，第二次是关键部位的点支护。巷道

7、围岩的稳定性主要决定于围岩的力学特征，强度高、结构致密的围岩，不支护或常规支护即可自稳或持续稳定；强度低、应力高，结构松散、变形量大，用工字钢棚支护和普通锚杆支护巷道变形破坏严重，这是由于支护体的特征和围岩的变形力学特性不耦合造成的。耦合支护的支护强度、刚度与围岩应力、变形特性相匹配，组合锚杆和小孔径预应力锚索支护形式与围岩紧密结合，能最大限度发挥围岩的自承能力，控制围岩变形，促使巷道稳定。林崇德等认为软弱巷道围岩出现小范围的破坏区可以减小支护