泥岩顶板巷道围岩裂隙演化规律与冒顶机理分析

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1、第36卷第6期煤炭学报Vol．36No．62011年6月JOURNALOFCHINACOALSOCIETYJune2011文章编号:0253－9993(2011)06－0903－06泥岩顶板巷道围岩裂隙演化规律与冒顶机理分析11112李学华，梁顺，姚强岭，瞿群迪，章磊(1.中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室矿业工程学院，江苏徐州221116;2.煤炭工业合肥设计研究院，安徽合肥230041)摘要:通过对某矿泥岩顶板巷道围岩变形进行监测，总结该类巷道变形破坏的一般规律;借助钻孔窥视的手段对不同含水条件下泥岩顶板围岩的裂隙演化规律和破裂特征进行分析，在此基础上，研究泥岩顶板

2、巷道冒顶的机理。研究表明:围岩裂隙是由浅部向深部逐渐扩散的，裂隙发育存在饱和现象;有效控制围岩微裂隙区向裂隙发育区演化，避免裂隙发育区发展到锚固区之外是保证富水泥岩顶板巷道稳定的关键。据此建立了分顶、分区的围岩控制技术体系，包括高性能锚杆支护技术、预应力锚索强化技术以及注浆加固技术，并成功地应用于工程实践。关键词:泥岩顶板;裂隙演化;裂隙饱和;控制体系;非均匀中图分类号:TD327.2文献标志码:AAnalysisonfissure-evolvinglawandroof-fallingmechanisminroadwaywithmudstoneroof11112LIXue-hua

3、，LIANGShun，YAOQiang-ling，QUQun-di，ZHANGLei(1.SchoolofMines，StateKeyLaboratoryofCoalResourceandMineSafety，ChinaUniversityofMining＆Technology，Xuzhou221116，China;2.HefeiDe-signResearchInstituteforCoalIndustry，Hefei230041，China)Abstract:Throughthedeformationmonitoringinroadwayofonecoalmine，genera

4、llawofdeformationandfailurewassummarized;fissure-evolvinglawandfracturecharacteristicsofmudstoneroofintheconditionsofdifferentwaterwereresearchedbydetectingroof-drillings;basedonthis，mechanismofroof-fallingwasresearched．Theresultsshowthat，fissuresevolvefromthesuperficialtothedeepuntilbeingsat

5、urated，preventingmicrofissurezoneevolvestobefrac-turedzoneandavoidingfracturedzonedevelopingoutsideofanchoragezonearethekeytoensurethestabilizationofroadwayswithmudstoneroofandwater．Accordingly，controltechnologysystemfordifferentzonesinvariousroofswasbuilt，includinghighperformanceboltsupporti

6、ng，prestressedanchorstrengtheningandgroutingreinforcementtechnol-ogy，thesystemwasappliedinengineeringpracticesuccessfully．Keywords:mudstoneroof;fissureevolution;fissuresaturation;controlsystem;nonuniformity在煤矿的五大灾害类型中，顶板灾害虽然不像透理和裂隙发育，强度很低，尤其是在水、风等因素影响水、瓦斯爆炸那样会造成群死群伤的重大安全事故，下，泥岩的孔隙率大幅提高，含水率反复波

7、动，致使围但其发生的频率却是五大灾害中最多的，造成的伤亡岩整体力学性质下降，巷道开挖后易出现顶板离层、［6－9］人数也较多，尤其是近几年随着煤矿开采深度的不断下沉，甚至垮冒。因此，从围岩裂隙发育角度出增加，泥岩类顶板巷道出现得越来越多，随之产生的发，研究顶板裂隙演化规律及水对泥岩强度的影响对［10］顶板灾害问题也更加突出。该类巷道的围岩稳定性于解决该类条件下巷道的支护问题非常重要。控制已经成为制约矿井安全生产的技术难题之本文通过对试验巷道围岩变形进行监测，总结泥［1－5］一。由于