动压构造性软岩巷道变形破坏特征及控制技术研究

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随着矿井开采深度的增大,软岩巷道的支护难度也逐渐增大,尤其是在采动和构造应力影响下,巷道支护问题变得更为突出。本文以河南煤业化工集团鹤煤公司九矿东总回风巷为研究对象,在分析其变形破坏特征的基础上,对动压影响巷道的合理支护问题进行了研究。  首先采用相似材料模拟试验方法研究了鹤壁矿区受构造应力影响巷道,采用锚网索喷+U型钢和锚网索喷+注浆支护两种不同支护方式时,不同水平载荷下巷道围岩的应力、位移和裂隙演化特征。试验结果显示,当水平载荷达到28 MPa时,锚网索喷+U型钢支护巷道底鼓强烈,并且U型钢变形明显;锚网索喷+注浆支护巷道非常稳定,围岩裂隙发育较为缓慢。然后运用数值模拟软件,研究了受上方工作面回采影响的巷道在不同支护方式下,工作面推进至距巷道中线不同位置时,巷道围岩应力和位移的变化规律。模拟结果表明工作面距巷道中线5m时支承压力对巷道影响最大,与锚网索喷+U型钢支护相比,锚网索喷+注浆支护巷道顶板受力最大提高了111.5%,下沉量降低了60%,沿测线底鼓量降低了72.1%,巷帮受力最小提高了50%,两帮位移量降低了63.4%。  两种研究方法互为补充,较为完整地阐述了在此条件下锚网索喷+注浆支护的合理性。结合工程实际,在-530辅助水平变电所进行了工业性试验。矿压观测结果表明,巷道围岩收敛量较小,锚网索喷+注浆支护较好地控制了围岩变形,维护了巷道稳定性。
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