采矿与安全工程学报 ›› 2026, Vol. 43 ›› Issue (1): 94-106.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2024.0206

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非均匀高应力软岩巷道底鼓机理与反底拱优化加固技术

姚韦靖1,2,3,庞建勇1,3,王杰1,蔡海兵1,3   

  1. 1. 安徽理工大学土木建筑学院,安徽淮南232001;2. 芜湖市勘察测绘设计研究院有限责任公司博士后科研工作站,
    安徽芜湖241000;3. 安徽理工大学矿山建设工程安徽省高校重点实验室,安徽淮南232001
  • 出版日期:2026-01-15 发布日期:2026-01-10
  • 通讯作者: 庞建勇,E-mail: yaoweijing0713@163.com,Tel: 18255415068
  • 作者简介:姚韦靖(1990— ),男,安徽省芜湖市人,博士(后),副教授,硕士生导师,从事煤矿巷道支护与围岩控制方面的研究。
  • 基金资助:
    淮南市科技计划项目(2023A313);国家自然科学基金项目(52174141);矿山建设工程安徽省高校重点实验室开放基金项目(GXZDSYS2022106)

Mechanism of floor heave in non-uniform high-stress soft rock roadway and optimal reinforcement technology of inverted arch support

  • Online:2026-01-15 Published:2026-01-10

摘要: 为探索非均匀高应力软岩巷道底鼓治理方法,以许疃煤矿33采区南翼探水巷为研究对象,在调研地质条件及底板失效原因的基础上,基于弹性理论建立圆形巷道底板局部弱支护力学模型,求解出考虑弹性变形和流变变形的围岩弹塑性半径,结果表明巷道破坏由底板弱支护部位诱发并导致其他部位失稳,最终造成巷道破坏。基于此提出刚性反底拱支护技术,综合ABAQUS数值模拟和正交试验对反底拱支护3个主要参数进行优化,结果显示反底拱埋深和混凝土强度是影响巷道底鼓量和反底拱衬砌最大应力的主要因素,而钢筋直径影响较小。最后,结合工程实际提出“隔水层+半刚性反底拱衬砌+锚杆+混凝土地坪”底鼓综合治理措施。工程实践表明,施工完成后90 d的底板最大隆起量约60 mm,有效控制了底板变形,保证了巷道长期稳定。

关键词: 软岩巷道, 局部弱支护, 非均匀应力, 底鼓, 反底拱, 支护技术

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