泥化弱膠結(jié)軟巖巷道變形機(jī)理分析及圍巖穩(wěn)定性控制研究.pdf

1、泥化弱膠結(jié)軟巖在我國(guó)西部礦區(qū)分布廣泛，由于其膠結(jié)差、強(qiáng)度低、遇水泥化、自穩(wěn)性差，給煤礦巷道支護(hù)帶來(lái)了極大的困難，嚴(yán)重威脅了生產(chǎn)安全。本文以內(nèi)蒙古新上海一號(hào)井副井繞道巷道為工程背景，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)、室內(nèi)試驗(yàn)、數(shù)值模擬以及理論分析的方法，研究了典型性泥化弱膠結(jié)軟巖巷道的變形破壞機(jī)制，并提出了新的支護(hù)方案。
　　研究結(jié)果表明:
　　(1)泥化弱膠結(jié)軟巖強(qiáng)度低、遇水泥化、膠結(jié)性差，通過(guò)巖石的礦物分析，發(fā)現(xiàn)該類軟巖礦物組成蒙脫石含量約為

2、8.0％，高嶺石和伊利石約為20％，屬于弱膨脹性軟巖;由巖石物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)得到了巖石的內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦角，以及該類軟巖的軟化系數(shù)為0.15～0.29。
　　(2)泥化弱膠結(jié)軟巖巷道難控制的原因包括:一是圍巖性質(zhì)差，自承能力低，與支護(hù)之間的共同作用得不到發(fā)揮;二是巷道底臌嚴(yán)重，現(xiàn)有的開(kāi)放式底板給了變形釋放的空間;三是巷道開(kāi)挖后期圍巖流變特點(diǎn)明顯，持續(xù)的變形帶給支護(hù)結(jié)構(gòu)較大的壓力，支護(hù)與圍巖之間的不耦合使得巷道往往先在薄弱部位破壞，進(jìn)

3、而引起整體失穩(wěn)。
　　(3)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)顯示圍巖松動(dòng)范圍在2.5m左右，屬于大松動(dòng)圈，模擬結(jié)果顯示圍巖塑性區(qū)過(guò)大，超過(guò)了5m，圍巖產(chǎn)生了松動(dòng)破壞區(qū)，而錨桿長(zhǎng)度不夠，與圍巖的耦合效果差，錨固效果發(fā)揮不出，使得巷道變形時(shí)間長(zhǎng)，變形量大，變形得不到阻止。
　　(4)建立了適合泥化弱膠結(jié)軟巖巷道的支護(hù)方案:一次支護(hù)采用錨網(wǎng)噴支護(hù)，加密錨桿，增設(shè)錨桿平托盤(pán);二次支護(hù)打錨索，并對(duì)巷道底板進(jìn)行錨拉反底拱支護(hù)，即在巷道底角反底拱處增設(shè)底角錨索，