大变形煤巷锚注支护一体化技术及应用

发布时间：2019-07-31 16:17

【摘要】：为解决云驾岭矿煤巷变形大、围岩破碎、支护困难、返修率高等工程问题,采用地质调查、理论分析、数值计算、物化分析、现场测试和实验室试验等手段,揭示大变形煤巷围岩失稳破坏机理。基于深、浅部注浆加固,建立双层环状支护带承载体系,提出切圆拱断面、帮部深孔锚索支护、护表加强的锚注支护一体化技术。工程应用表明:浅部注浆封闭巷道周边破碎围岩,与锚杆联合形成内部支护带,提高两帮围岩强度;深部注浆配合加长锚索形成主动支护带,以锚索端部为锚固点,使浅部、深部围岩形成有机整体,增强围岩承载强度;护表加强实现应力均匀分布,提高表面支护刚度并增大有效支护面积。现场监测显示,该技术有效降低围岩变形,保障了巷道围岩稳定。
【图文】：

大变形煤巷锚注支护一体化技术及应用

柚瓜锏赖装逅釐韵锏赖装宓挠跋欤嗵Ｖつ诓肯锏?围岩稳定。通过对巷道深部围岩进行注浆，配合锚索形成支护构造，一方面为锚索提供着力根基，另一方面形成围岩自承支护构造，加固深部围岩体，阻隔深部地应力和变形的传播和扩展。图2锚注支护一体化支护力学模型Fig.2Integrationofboltingandgroutingsupportmechanicsmodel4.2煤巷锚注一体化支护技术方案数值计算研究4.2.1计算模型及模拟方案基于岩石力学原理，掘巷后应力影响范围约为巷道宽度的3~5倍，结合巷道尺寸4.8m×3.5m，模型尺寸选为40m×1m×32m。模型建立如图3，从上到下依次为细砂岩、粉砂岩与细粒砂岩互层、煤层、黑色粉砂岩与细砂岩互层，巷道位于煤层中。图3数值计算模型Fig.3Numericalmodel数值分析采用摩尔-库仑本构关系，物理力学参数如表3，预支护、初次衬砌、二次衬砌等采用弹性本构模型；注浆后地层采用摩尔-库仑模型[19]：s13t31fN2cNf

大变形煤巷锚注支护一体化技术及应用

1000mm。方案二：锚网索+注浆支护，顶板锚杆规格Φ22mm×L3000mm，间排距1000mm×1100mm；两帮锚杆规格Φ20mm×L3000mm，间排距1000mm×1000mm；顶板锚索规格Φ22mm×L7300mm，间排距960mm×1100mm；两帮锚索规格Φ17.8mm×L6300mm，间排距800mm×1000mm。方案三：锚网索+注浆支护，顶板锚杆规格Φ22mm×L3000mm，间排距600mm×1100mm；两帮锚杆规格Φ20mm×L3000mm，间排距600mm×1000mm；顶板锚索规格Φ22mm×L7300mm，间排距640mm×1100mm；两帮锚索规格Φ17.8mm×L6300mm，间排距800mm×1000mm。模拟结果如图4~6所示。无支护状态下和3种支护方案下数值模拟结果如表4所列。图4不同方案最大主应力云图(MPa)Fig.4Themaximumprincipalstressnephogramindifferentprograms图5不同方案x方向位移云图(cm)Fig.5Deformationinxdirectionindifferentprograms
【作者单位】：中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院;冀中能源邯郸矿业集团云驾岭矿;华北科技学院安全工程学院;
【基金】：国家重点研发计划项目(2016YFC0600903) “地下清洁能源开发”创新引智基地项目(B14006)
【分类号】：TD353

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