王莊礦大斷面硐室圍巖變形破壞機(jī)理及支護(hù)技術(shù)研究.pdf

1、隨著采掘設(shè)備及運(yùn)輸設(shè)備的高度機(jī)械化、大型化，對巷道斷面的需求也不斷加大。大斷面巷道或硐室，尤其是斷面達(dá)96m2的大斷面巷道，圍巖松動(dòng)圈范圍大，支護(hù)結(jié)構(gòu)受地應(yīng)力及圍巖應(yīng)力重分布的影響更為明顯，巷道斷面增大顯著增加了支護(hù)難度。因此，研究大斷面硐室的變形破壞特征及其支護(hù)技術(shù)具有重要意義。
　　結(jié)合現(xiàn)場觀測與理論分析，按照支架大換裝硐室圍巖破壞形態(tài)、破壞過程及其成因，其破壞類型可劃分為松動(dòng)破壞、拉斷破壞、剪切破壞、巖爆破壞和膨脹變形破壞5

2、類。認(rèn)為支架換裝硐室在原方案支護(hù)下變形破壞主要原因是斷面大、應(yīng)力高而圍巖強(qiáng)度低及支護(hù)不合理。
　　根據(jù)支架換裝硐室的變形破壞特征，提出了大斷面硐室分區(qū)耦合穩(wěn)定控制原則及原理：針對硐室圍巖破碎區(qū)、塑性區(qū)和彈性區(qū)，其破壞程度逐漸減小，達(dá)到穩(wěn)定所需的支護(hù)強(qiáng)度也逐漸減小特點(diǎn)，采用錨桿、注漿錨索、長錨索的協(xié)調(diào)支護(hù)；高強(qiáng)、高預(yù)緊力錨網(wǎng)索支護(hù)，充分發(fā)揮錨桿錨索支護(hù)作用及圍巖自身承載能力；分區(qū)注漿加固圍巖，改善圍巖力學(xué)性能，提高其穩(wěn)定性。通過 F

3、lac3D數(shù)值模擬分析研究了對大斷面硐室分區(qū)穩(wěn)定控制效果，提出分區(qū)穩(wěn)定控制技術(shù)：3m長錨桿、8.3m長注漿錨索、15m長錨索，由淺至深形成0~3m、3~8m、8~15m三個(gè)層次的承載圈的，并用相似模擬試驗(yàn)驗(yàn)證方案的可行性；采用理論計(jì)算、數(shù)值模擬方法對特大斷面硐室底板變形破壞特征進(jìn)行了分析，提出了反底拱和底板錨索群加固兩種底板控制技術(shù)，并用FLAC3D軟件建立了兩種底板控制方案的數(shù)值計(jì)算模型對其支護(hù)效果進(jìn)行了比較。結(jié)果表明：分區(qū)耦合穩(wěn)定控