高應(yīng)力軟巖巷道置孔釋壓支護(hù)理論與技術(shù)研究.pdf

1、目前對于高應(yīng)力軟巖巷道支護(hù)方式可歸結(jié)為以下幾方面:一是被動剛性支護(hù);二是聯(lián)合支護(hù);三是剛?cè)狁詈现ёo(hù);四是卸壓支護(hù)等。這幾種支護(hù)方式雖然在高應(yīng)力軟巖巷道中取得了一定的支護(hù)效果。但是，由于支護(hù)體強(qiáng)度有限、巷道開挖量大、圍巖擾動破壞嚴(yán)重和返修率高等原因，使巷道總是處于不穩(wěn)定狀態(tài)。為了從根本上解決高應(yīng)力軟巖巷道支護(hù)難題，本文研制出了一種新型置孔釋壓材料，將該材料應(yīng)用于高應(yīng)力軟巖巷道支護(hù)中，并首次提出釋壓支護(hù)理念和置孔釋壓一次成巷支護(hù)技術(shù)，該技術(shù)

2、具有支護(hù)效果好，置孔釋壓綜合承載力高，圍巖穩(wěn)定，巷道開挖量小、一次成巷無需翻修等特點。以下為本文的主要研究成果:
　　 (1)通過對目前高應(yīng)力軟巖巷道支護(hù)技術(shù)研究，分析支護(hù)過程中存在的難題和缺點，首次提出針對高應(yīng)力軟巖巷道采用置孔釋壓材料實現(xiàn)置孔釋壓的支護(hù)理念。
　　 (2)利用X射線熒光光譜分析法(XRF)、筒壓強(qiáng)度試驗、軟化系數(shù)測定、安定性測試技術(shù)、堅固性測試和吸水率測試等手段，通過試驗分析粉煤灰、煤矸石和仿鋼纖維特

3、性。選出適合釋壓材料的原材料。
　　 (3)通過抗壓強(qiáng)度試驗、顯微CT、掃描電鏡、抗腐蝕性、抗疲勞性試驗。從微觀結(jié)構(gòu)和宏觀力學(xué)兩方面出發(fā)，分析比較了不飽和聚酯樹脂纖維、水泥纖維、環(huán)氧樹脂纖維和酚醛樹脂纖維釋壓材料加入仿鋼纖維前后的抗壓強(qiáng)度、密實度。最終確定選用不飽和聚酯樹脂纖維材料為釋壓材料。釋壓材料配合比為:不飽和聚酯樹脂∶煤矸石∶粉煤灰=1∶4.8∶0.35，仿鋼纖維摻量為2％。
　　 (4)通過對釋壓材料的孔形、孔

4、數(shù)和置孔率研究，確定了孔形為圓形、置孔率為35％、孔數(shù)為18孔的不飽和聚酯樹脂纖維釋壓材料作為一種新型置孔釋壓材料，并確定了置孔釋壓材料的主要力學(xué)參數(shù)。
　　 (5)基于對高應(yīng)力軟巖巷道彈塑性理論和能量理論研究，分析了置孔釋壓材料釋壓機(jī)理;圍巖應(yīng)力與釋放壓力及支護(hù)體的關(guān)系;圍巖變形量和置孔釋壓材料釋壓量的關(guān)系，得出預(yù)設(shè)破碎區(qū)可以有效降低高應(yīng)力軟巖巷道破碎區(qū)半徑。提出了置孔釋壓材料最佳釋壓量概念和高應(yīng)力軟巖巷道預(yù)設(shè)破碎區(qū)支護(hù)理念。