木孔煤礦軟弱圍巖巷道支護技術研究.pdf

1、本文以貴州木孔煤礦軟巖巷道支護為工程背景，對+700運輸順槽的原支護方式失效的原因進行理論分析從而提出了以桁架錨索為核心的聯(lián)合支護技術。
　　木孔煤礦巷道頂板穩(wěn)定性差，強度低，易風化和崩解，巷道采用錨桿錨索+鋼帶支護，由于參數(shù)設計不合理，支護強度不夠，施工質量較差等造成頂板錨桿和托盤支護嚴重失效，鋼帶出現(xiàn)折斷、扭曲等破壞現(xiàn)象。因為巷道開挖以前，地下巖體處于三軸應力平衡狀態(tài)，巷道開挖后原有的平衡系統(tǒng)會被破壞，巷道圍巖應力就會從新分布

2、調整，變成二維應力狀態(tài)，圍巖強度變低。對于+700運輸順槽，由于巷道圍巖強度低，同時受回采動壓影響，巷道圍巖產生變形破壞；另外由于巷道掘進后，不及時對支護施加預緊力或預緊力強度不夠，巷道頂板只是自然的疊合梁，不能發(fā)揮組合梁的作用。尤其是在軟巖巷道中，若不及時對錨桿、錨索施加一定量的預緊力，不能發(fā)揮其主動支護的作用，只有當頂板巖層變形到一定量時，才具有承載能力，此時巷道頂板已經離層和破壞，圍巖自身承載能力大幅度降低。
　　通過復變函

3、數(shù)和彈性力學研究了矩形巷道圍巖應力，以+700運輸順槽的工程地質資料為基礎，建立FLAC數(shù)值模型，分析不同高寬比和側壓力系數(shù)下矩形巷道的變形情況，根據(jù)實際情況合理確定巷道尺寸。
　　普通錨索相比于預應力桁架錨索，其影響的半徑范圍和軸線方向的深度較小，對圍巖的應力狀態(tài)改變較弱，因此提出桁架錨索支護技術。預應力桁架錨索由桁架連接器、高強度鋼絞線、錨具、反扣裝置等組成。可以有效的使中性軸趨近于巷道頂板上表面，減少巷道頂板巖梁拉應力區(qū)域，

4、增大壓應力區(qū)域，有效的改善圍巖的應力狀態(tài)，減少了錨固區(qū)巖梁因受拉應力作用而產生失穩(wěn)、垮塌事故，提高了巷道頂板圍巖整體的承載能力。預應力桁架錨索是將錨固點作用在巷道兩肩窩深部圍巖內形成類似倒楔體，通過張拉鋼絞線將預應力傳遞到巷道頂板圍巖中。當巷道圍巖受到動壓荷載影響時，倒“梯形體”卡在巷道頂板圍巖兩角處，上方壓力越大，倒“梯形體”卡住越緊，在巷道頂板上方形成基點在兩角處的承載拱區(qū)。預應力桁架錨索能夠在水平和垂直方向同時對巷道頂板圍巖提供壓

5、應力，使錨固區(qū)內的圍巖處于雙向應力狀態(tài)。預應力桁架錨索產生的主動支護力能有效控制巷道頂板沿垂直方向向下移動，防止頂板離層。
　　通過FLAC數(shù)值模擬的方法，研究+700運輸順槽預應力桁架錨索支護方案中不同桁架錨索長度、錨索直徑、錨索和垂直方向的夾角、孔口和巷幫的距離、錨索的預應力以及頂板錨桿密度然后通過SPSS差分析正交試驗，設計出+700運輸順槽預應力桁架錨索支護方案；最后通過對運輸順槽表面位移監(jiān)測表明+700運輸順槽在預應力桁