构造应力作用下滑动破碎围岩巷道变形特征及支护技术研究

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构造应力作用下滑动破碎围岩由于岩体整体破碎、巷道成型差、围岩松动圈范围较大等特点导致巷道失稳破坏、难以支护,提高支护体和围岩的整体结构稳定性及其承载能力,对解决此类破碎围岩巷道支护难题至关重要。  针对滑动构造带特殊地质条件下巷道围岩稳定性差等特点,以神火集团大磨岭煤矿西回风大巷为研究对象,采用理论分析、现场观测、数值计算、相似模拟、工业性应用等方法研究了滑动破碎围岩巷道变形特征及支护技术问题。  利用等效圆的方法建立理论模型并进行弹塑性力学计算得出影响巷道塑性区的主控因素;通过 Flac3D数值模拟分析得出不同侧压系数下无支护巷道围岩应力场、位移场和塑性区的变化规律,层间的剪切滑移变形是影响巷道稳定性的关键因素;结合现场实测分析西回风大巷围岩松动圈的发展规律、非对称变形特征及主控因素、原有 U型钢支护存在的问题及失稳原因,得出滑动破碎围岩巷道控制的关键在于:强力护表、稳定结构、深部锚固和关键部位控制,由此提出“长锚杆顶锚索不对称联合支护技术”理念,通过利用3m长锚杆控制浅部围岩稳定达到强力护表,增加底脚高强锚杆、不同锚杆间排距和锚索对巷道关键部位进行非对称耦合支护达到深部锚固和关键部位控制,使得深部围岩与支护体的支护能力充分发挥,围岩和支护结构相互耦合,实现巷道的长期稳定;并通过数值模拟和相似模拟实验对支护效果进行模拟分析,结果表明采取的综合支护方案是可行有效的,能够很好的控制巷道的非对称性变形。  此支护技术在大磨岭西回风大巷进行了现场工业性应用,观测结果表明巷道围岩非对称变形得到很好的控制,增强了巷道的整体稳定性,达到了预期的目标。
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