采矿与安全工程学报 ›› 2020, Vol. 37 ›› Issue (6): 1123-1132.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2020.06.006

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深井高应力软弱围岩巷道变形机理及控制研究

杜贝举,刘长友,吴锋锋,杨敬轩   

  1. 1.中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室,江苏 徐州 221116; 2.中国矿业大学矿业工程学院,江苏 徐州 221116
  • 出版日期:2020-11-15 发布日期:2020-11-27
  • 通讯作者: 刘长友 E-mail:cyliu@cumt.edu.cn
  • 作者简介:杜贝举(1990— ),男,河南省平顶山市人,博士研究生,从事巷道围岩控制与岩石力学等方面的研究。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(51574220);江苏省自然科学基金项目(BK20160256)

Deformation mechanism and control technology of roadway in deep mine with high stress and weak surrounding rock

  • Online:2020-11-15 Published:2020-11-27

摘要: 为解决深井高应力软弱围岩巷道大变形破坏的支护难题,以东部某矿3209工作面轨道巷为研究对象,采用现场调研实测、岩石力学实验和理论分析相结合的方法对巷道破坏特征与变形机理进行研究。结果表明:深井高应力软弱围岩巷道具有早期变形速度快、总体变形量大、变形持续时间长、围岩呈整体变形等显著特点;高地应力、围岩软弱强度低、大断面效应和支护不合理是巷道大变形破坏的主要原因,其背后的复杂变形力学机制为IIABDIIIBCE复合型。基于上述研究,提出“高预应力高强锚杆支护、关键部位强力支护、全断面协同支护、刚柔并济抗让结合”为核心的新技术方案,并对关键控制技术进行深入分析。现场试验应用结果显示:新方案段的围岩变形在22~26 d后趋于稳定,两帮和顶底板的平均移近变形分别为372 mm和344 mm,较原支护分别减少了75.2%和71.3%,支护效果显著,能够满足安全生产要求。

关键词: 高应力, 软弱围岩, 破坏特征, 力学机制, 控制技术

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