稳机理与动态迭加耦合支护技术研究.pdf

第30卷第3期采矿与安全工程学报Vol.30No.3
2013年05月JournalofMining&SafetyEngineeringMay2013

文章编号：1673-3363-(2013)03-0355-081

极破碎软岩巷道失稳机理与动态

迭加耦合支护技术研究

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宗义江，韩立军，郜建明

(1．中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室，江苏徐州221116；
2．山西晋煤集团赵庄煤业有限责任公司，山西长子046605)

摘要基于赵庄矿极破碎软岩巷道长期矿压监测、围岩力学参数测试与矿物成分分析及松动圈测
试等成果，分析了巷道围岩变形破坏的特点，揭示了极破碎软岩巷道变形失稳机理；针对该矿极
破碎软岩巷道提出了由预留变形量、锚网索喷耦合支护、二次锚注加固组成的动态迭加耦合支护
技术方案，并通过相似模型试验和井下工程实践对该技术方案的支护效果进行了验证。研究表明：
通过预留变形量释放围岩中的变形能和高应力，顶板高预应力锚索、帮部高预应力锚杆和低预应
力锚索实现“控顶卸压”，低压浅孔充填和高压深孔渗透注浆相结合形成积极有效的锚注支护结构
和多层组合拱(梁)结构，底角和底板锚注有效控制巷道底鼓，从而实现对极破碎软岩巷道围岩变
形的有效控制。
关键词破碎围岩；软岩巷道；变形失稳；耦合支护；控制技术
中图分类号TD353文献标志码A

Instabilitymechanismsanddynamicsuperpositioncoupling
supportinextremelyfracturedandsoftrockroadway

ZONGYi-jiang1，HANLi-jun1，GAOJian-ming2
(1．StateKeyLaboratoryforGeo-MechanicsandDeepUndergroundEngineering，ChinaUniversityofMining
&Technology，Xuzhou，Jiangsu221116，China；2．ZhaozhuangMiningLimitedLiabilityCompany，
JinchengAnthraciteMiningGroup，Zhangzi，Shanxi046605，China)

AbstractBasedonlong-termminepressuremonitoring,mechanicalpropertiestestresults,mineral
compositionanalysisandbrokenzonedetectionresultsofsurroundingrockinZhaozhuangmine,the
deformationandfailurecharacteristicsofsurroundingrockwereanalyzed,andtheinstabilitymecha-
nismswerealsorevealed.Thedynamicsuperpositioncouplingsupporttechnologycomposedofreserv-
ingdeformation,bolt-net-anchor-spoutcouplingsupportandbolt-groutingsupportwasproposedforthe
extremelyfracturedandsoftroadway.Theeffectsofdynamicsuperpositioncouplingsupporttechnol-
ogywereverifiedbysimilarmodeltestandengineeringpractice.Thestudyshowsthatthedeformation
ofthesurroundingrockcanbeeffectivelycontrolledbymeansofreleasingdeformationenergyandhigh
stressinsurroundingrockthroughreservingdeformation,highprestressedcablesintheroof,high
prestressedboltsandlowprestressedcablesinthesidestoachievethegoalofpressurereliefandroof

收稿日期：2012-07-10
基金项目：国家自然科学基金项目(50774082，50804046)
作者简介：宗义江(1983-)，男，山东省曹县人，博士，从事深部岩石力学与工程稳定方面的研究。
E-mail：[e-mail]：13685188146
356采矿与安全工程学报第3