软岩回采巷道底臌破坏机制与支护技术
文志杰1
卢建宇2
肖庆华3
陈广印3
杨涛4
蒋宇静2
李利平5
杨胜利6
赵仁乐7
程卫民2
1.山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地,山东青岛266590;山东大学岩土与结构工程研究中心,山东济南250061;山东能源临沂矿业集团有限责任公司,山东临沂276017;内蒙古上海庙矿业有限责任公司,内蒙古鄂托克前旗0162152.山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地,山东青岛,2665903.内蒙古上海庙矿业有限责任公司,内蒙古鄂托克前旗,0162154.华北科技学院安全工程学院,河北廊坊,0652015.山东大学岩土与结构工程研究中心,山东济南,2500616.中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,北京,1000837.山东能源临沂矿业集团有限责任公司,山东临沂,276017
摘要：软岩巷道底臌治理一直是软岩支护中重点攻关的难题之一,作为受采动压力影响的软岩回采巷道来说,巷道的底臌问题尤为突出.针对山东能源临矿集团上海庙矿区软岩大变形技术难题,首先从巷道底臌变形的力学机制入手,根据巷道围岩本构关系及应力作用模式,在结合朗肯压力理论的基础上建立了剪切错动型巷道底臌力学模型,导出了巷道底臌力源P0的计算方程.计算分析知,当底臌压力P0大于底板岩体的强度极限时,巷道底板岩体将发生剪切和扩容变形挤入巷道空间,随时间效应的加大最终导致巷道底臌;其次,结合建立的底臌力学模型,提出了一种与剪切错动型巷道底臌力学机理相适应的新型反底拱底臌控制技术,对反底拱伸出段、底板预应力锚杆和反底拱主体段3部分在底臌控制过程中的作用进行理论分析,揭示了其“控底-助帮”的底臌控制机理,并综合数值计算和正交实验的方法对新型反底拱结构的3个主要参数进行试验优化,模拟显示影响巷道底臌量指标的主要因素为底板超挖深度和反底拱伸出段长度,影响巷道两帮移近量指标的主要因素为反底拱伸出段长度;最后,通过对榆树井矿13803工作面回风巷原始支护条件下底板压力的验算,确定了底板围岩压力与矿井水的耦合作用是造成该巷道底臌的主要原因,并根据优化后的底板治理方案在榆树井煤矿13803工作面回风巷返修段进行工业性试验.工程实践表明,该项新技术控制软岩回采巷道底臌及两帮变形效果较好,有效保证了工作面回采期间巷道的稳定性.
关键词：软岩巷道底臌反底拱破坏机制支护技术
分类号：TD353(矿山压力与支护)
资助基金：山东省高等学校科研项目(J18K2010)青岛市源头创新计划资助项目(18-2-2-68-jch)山东省自然科学基金(ZR2018MEE001)
论文发表日期：2019-01-01
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 1991-1999 )
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