深部高应力软岩巷道破坏机理与支护技术

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林珍锋1，，白利明2

（1.太原理工大学矿业工程学院，山西太原030024；2.山西华晋明珠煤业有限责任公司，山西吉县042200）摘要：为探究如何更好地进行深部高应力软岩巷道的支护，对高应力软岩巷道的破坏机理进行了探究，总结了其主要破坏特征，并就如何支护提出几点措施，最后对锚注技术这一具有较为广泛应用前景的巷道支护技术进行了介绍。关键词：深部高应力软岩巷道；破坏机理；支护措施；支护技术中图分类号：TD353文献标识码：A文章编号：2095-0802-(2015)05-0175-02FailureMechanismandSupportTechnologyofDeepHighly-StressedSoft-RockRoadwaysLINZhenfeng1,2,BAILiming2(1.CollegeofMiningEngineering,TaiyuanUniversityofTechnology,Taiyuan030024,Shanxi,China;2.ShanxiHuajinMingzhuCoalIndustryCo.,Ltd.,Jixian042200,Shanxi,China)Abstract:Inordertoexplorehowtosupportthedeephighly-stressedsoft-rockroadwaybetter,thefailuremechanismofhighly-stressedsoft-rockroadwaysisdiscussed,themainfeaturesofthedestructionissummarized,somemeasuresareproposedonhowtosupport,andtheroadwaysupporttechnologyofboltingandgroutingtechnologywhichisofextensiveapplicationprospectsisintroducedfinally.Keywords:deephighly-stressedsoft-rockroadway；failuremechanism；supportmeasures；supporttechnology0引言煤炭作为中国能源构成中的绝对主力，一直是国家建设所大量需求的资源，经过多年开采，浅层资源日趋减少，全国多数矿区都进入了深部开采阶段。在煤矿深部开采中，高应力软岩巷道的支护一直是困扰生产有效进行的难点之一，亟待广大学者加强对此方面的探究，为煤炭企业的进一步发展保驾护航[1]。11.1高应力软岩巷道破坏机理与特征破坏机理高应力软岩巷道是指在深部大应力岩层中开掘的巷道，这些巷道的围岩在开掘前多已经历了多次的地质作用，岩层稳定性遭受了一定损坏，加之所处环境为“三高一扰动”（即高应力、高地温、高渗透压和强烈开采扰动）的复杂地质力学环境，当巷道开掘后，周围岩层再次受到影响，发生应力的释放与回弹等现象，使得巷道的支护变得较为困难。依据相关研收稿日期：2014-11-24第一作者简介：林珍锋，1984年生，男，山西朔州人，2009年毕业于河北工程大学资源勘查工程专业，太原理工大学在读工程硕士。究显示，已发生扰动的岩层在再次被破坏时，整体的破坏规律多受其破坏形式及破碎程度的影响。其中对围岩破坏程度有决定影响的力是围岩的径向应力，巷道开掘后围岩径向应力可由下式获得：2r1滓r=酌H（1-2），（1）r式（1）中，酌为岩体容重，N/m3；H为埋深，m；r为影响面积，m2；r1为巷道的半径，m。通过计算，当巷道开掘后两帮的径向应力接近0，无法满足使围岩达到理想弹塑性所需的应力要求，即高应力软岩巷道虽有着较高的初始应力，但其在破坏状态下巷道却处于低压环境。这种应力状态的骤变，不仅引起围岩的蠕变和弹性体积应变，还会使得围岩内部的结构面在低压环境中逐渐扩张，进而改变其自身水文地质等特征，使岩体的强度进一步下降的同时加强了软岩的应变软化与扩容。在巷道围岩上就显示为围岩出现较大的收敛位移，具体表现为顶板沉降、巷道底鼓、两帮片帮与鼓出、拱顶起尖等现象，使得巷道发生失稳破坏，其中破坏最为严重的位置多为巷道拱顶与拱墙的衔接处[2]。1.2破坏特征高应力软岩巷道的破坏变形有着多种形态，其具体特征可归纳为3点：·175·