基于普氏冒落拱理论的矽卡岩型底部结构支护优化研究

针对某铁矿复杂破碎大水矽卡岩型底部结构节理裂隙发育、岩石强度低、遇水易膨胀,以及现有锚网喷支护方式效果不理想等难题,本文展开支护参数优化研究。首先根据室内膨胀性试验确定矽卡岩岩体物理化学性质,其次以普氏冒落拱理论为巷道支护原则,采用理论计算与数值模拟方式确定矽卡岩底部结构支护参数,最后通过现场监测分析确定矽卡岩底部结构合理的支护参数合理性。室内膨胀性试验表明,现场矽卡岩中的黏土矿物遇水极易膨胀,20 h吸水后膨胀率达到85.06%。数值模拟结果表明,增加预应力锚索后巷道变形量明显变小,由30 d巷道收敛现场监测结果可知,顶底板及左右帮位移累计量仅为52 mm和39 mm。研究结果表明,矽卡岩型巷道开挖后应迅速进行素喷工序封闭,素喷+锚杆+预应力锚索联合支护技术可以有效解决某铁矿底部结构巷道围岩稳定控制难题,保证出矿进路在使用期限内的基本稳定和矿体安全高效回采及主要穿脉的长期稳定。