柳海矿运输大巷返修工程深部软岩支护设计研究

通过现场调查、室内试验以及理论分析,柳海矿运输大巷支护现状进行分析研究,总结破坏原因。根据现场工程地质条件、岩石特性和破坏特点,确定软岩变形力学机制为高应力膨胀性软岩,并提出采用预留刚隙柔层支护技术进行支护。

高应力软岩条件下煤矿巷道支护研究与实践

随着煤矿开采深度的不断增加,井下煤矿巷道将处于更高的地应力环境中,尤其在地质构造复杂的地区,井下巷道支护及稳定性更加难以保证。研究高地应力软岩环境下巷道科学的支护方式是保证煤矿安全采掘深部煤层的关键之一。因此,就高应力软岩的基本概念及形成条件进行了讨论,在掌握高应力软岩巷道的变形特征和支护原理的基础上,并以芙蓉矿区白皎煤矿井下高应力软岩巷道支护为对象,对3种不同的支护方式进行了研究与实践,结果表明预留刚隙柔层支护方式为最佳的适合高应力软岩条件下的巷道支护方式。

高水平应力软岩巷道预留刚隙柔层支护技术

为解决某矿运输巷大变形、强流变的工程难题,通过对巷道地应力、围岩松动范围、变形破坏特征及岩层力学状态进行分析,总结了其大变形失稳破坏的原因;基于"定量让压"支护理论,提出了"多级锚网索+预留刚隙柔层+U型钢强力支护"联合控制技术,并采用FLAC3D模拟确定了刚隙柔层最佳预留空间大小。工业性试验表明,采用该支护技术后围岩顶板下沉量、底鼓量及两帮移近量分别为37.8、97.8、105.3 mm,顶板及帮部锚杆轴力分别在80～112 kN和78～137kN范围内,有效解决了该运输巷蠕变大变形的工程难题。

深井软岩巷道预留刚隙柔层厚度的确定及应用

针对深井软岩巷道围岩变形、破坏的特点,提出了预留刚隙柔层的厚度就是巷道围岩出现松动破坏前的塑性区径向位移.采用Bonaitin-Thomson模型对分区的巷道围岩进行了力学分析,推导出黏弹性区、稳定塑性区的径向位移计算式,并讨论了影响预留刚隙柔层厚度的主要因素.结果表明:巷道围岩位移与时间有关,且随时间的增长而增加,并最终趋于一稳定值.预留刚隙柔层厚度随巷道半径和原岩应力的增大而加大,随一次支护强度的增加而减小,但受一次支护强度的影响较小.曲江矿运输大巷预留刚隙柔层37 cm,使巷道围岩充分释放变形能的同时又不损害围岩自身的支撑能力,二次支护后,巷道围岩变形量较小.

深井软岩巷道锚索-网壳衬砌耦合支护机理与实践

为了控制深井软岩巷道有害变形,针对深井软岩巷道地压大、变形大、难支护的特点,提出了各种支护之间以及支护体与围岩之间耦合的锚索-网壳衬砌耦合支护技术.分析了锚索-网壳衬砌耦合支护机理和网壳支架的作用特点,设计了合理的网壳支架,确定了网壳支架的承载能力.讨论了锚索-网壳衬砌耦合支护技术关键和特点,通过Bonaitin-Thomson模型推导出预留刚隙柔层厚度的计算式.现场实测结果表明:前10 d巷道围岩变形较大,变形速度相对后期较高,此后变形速度急速下降,到第43 d时,巷道围岩基本不变形.锚索-网壳衬砌耦合支护技术能够较好地控制巷道围岩的有害变形.

高应力软岩巷道预留刚隙柔层支护技术

高应力软岩是一种在高应力环境下强度低、流变性强的的工程软岩体。在这些岩体中掘进巷道显示出来的变形特征与硬岩巷道截然不同。预留刚隙柔层支护在高应力软岩巷道支护工作中起到了有效释放巷道变形能量和控制巷道变形的作用。通过剖析预留刚隙柔层支护中的刚、柔层耦合关系以及耦合支护与围岩的相互作用,对预留刚隙柔层的支护机理做了深入的研究。据此,最后对预留刚隙柔层支护中材料及参数的选择方法给予详细的论述,为高应力软岩硐室的预留刚隙柔层支护提供了合理的设计方法参考。