千米深井巷道圍巖控制技術(shù)2

千米深井巷道圍巖控制技術(shù)2千米深井巷道圍巖控制技術(shù)2千米深井巷道圍巖控制技術(shù)21.煤礦巷道支護(hù)理論與技術(shù)現(xiàn)狀我國(guó)煤礦巷道布置的發(fā)展趨勢(shì)巷道支護(hù)技術(shù)發(fā)展歷史與現(xiàn)狀巷道支護(hù)存在問(wèn)題邢東礦開(kāi)拓巷道支護(hù)存在問(wèn)題2通過(guò)閱讀文學(xué)作品，我們能提高文學(xué)鑒賞水平，培養(yǎng)文學(xué)情趣；千米深井巷道圍巖控制技術(shù)2千米深井巷道圍巖控制技術(shù)2千米深井1.煤礦巷道支護(hù)理論與技術(shù)現(xiàn)狀我國(guó)煤礦巷道布置的發(fā)展趨勢(shì)巷道支護(hù)技術(shù)發(fā)展歷史與現(xiàn)狀巷道支護(hù)存在問(wèn)題邢東礦開(kāi)拓巷道支護(hù)存在問(wèn)題21.煤礦巷道支護(hù)理論與技術(shù)現(xiàn)狀我國(guó)煤礦巷道布置的發(fā)展趨勢(shì)2我國(guó)煤礦巷道布置的發(fā)展趨勢(shì)巖巷向煤巷發(fā)展巖石頂板煤巷向煤層頂板巷道和全煤巷道發(fā)展巷道拱形斷面向矩形斷面發(fā)展巷道從小斷面向大斷面發(fā)展

單巷布置向多巷發(fā)展巷道埋深從淺部向深部發(fā)展

簡(jiǎn)單地質(zhì)條件巷道向復(fù)雜地質(zhì)條件發(fā)展3我國(guó)煤礦巷道布置的發(fā)展趨勢(shì)巖巷向煤巷發(fā)展3巷道支護(hù)技術(shù)發(fā)展歷史與現(xiàn)狀木支護(hù)→砌碹支護(hù)→型鋼支護(hù)→錨桿支護(hù)

（必不可少的技術(shù)）巖巷→大斷面巷道、煤頂和全煤巷道、沿空掘巷、破碎圍巖巷道

（成功應(yīng)用）深部高應(yīng)力巷道支護(hù)：錨桿、錨索支護(hù)為主的錨噴、錨網(wǎng)噴、錨噴網(wǎng)架、鋼筋混凝土，料石碹，預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)4巷道支護(hù)技術(shù)發(fā)展歷史與現(xiàn)狀木支護(hù)→砌碹支護(hù)→型鋼支護(hù)→錨桿支近年來(lái)錨桿支護(hù)技術(shù)取得的成果：多種錨桿支護(hù)理論高強(qiáng)度錨桿與錨索支護(hù)技術(shù)的認(rèn)可與應(yīng)用

巷道圍巖地質(zhì)力學(xué)快速原位測(cè)試系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性、系統(tǒng)性、信息性的錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)方法的普遍認(rèn)可與應(yīng)用

高強(qiáng)度、高剛度樹(shù)脂錨桿支護(hù)系統(tǒng)性能優(yōu)良的單體風(fēng)動(dòng)和液壓錨桿鉆機(jī)、手持式錨桿鉆機(jī)綜掘機(jī)配單體錨桿鉆機(jī)的煤巷快速施工工藝錨桿支護(hù)施工質(zhì)量檢測(cè)和礦壓監(jiān)測(cè)成套儀器。錨注技術(shù)5近年來(lái)錨桿支護(hù)技術(shù)取得的成果：多種錨桿支護(hù)理論5巷道支護(hù)存在問(wèn)題深部常規(guī)錨桿支護(hù)遇到巨大的困難錨桿支護(hù)理論不全面，二次支護(hù)理論受到巨大挑戰(zhàn)深部普通高強(qiáng)錨桿、錨索支護(hù)效果差對(duì)錨桿支護(hù)系統(tǒng)剛度的重要性認(rèn)識(shí)不足

深部與復(fù)雜困難巷道，錨桿材質(zhì)和結(jié)構(gòu)有待進(jìn)一步改進(jìn)不能實(shí)現(xiàn)全長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力錨固，嚴(yán)重影響支護(hù)效果對(duì)組合構(gòu)件的認(rèn)識(shí)不足小孔徑錨索不能適用深部巷道支護(hù)支護(hù)密度大，掘進(jìn)速度低6巷道支護(hù)存在問(wèn)題深部常規(guī)錨桿支護(hù)遇到巨大的困難6邢東礦開(kāi)拓巷道支護(hù)存在問(wèn)題礦井采深大（大于1000m），地質(zhì)條件復(fù)雜，斷層構(gòu)造帶多，圍巖壓力大，給巷道的支護(hù)、維護(hù)造成很大困難已掘的主副暗斜井：采用高強(qiáng)度錨桿(Φ22mm×2.4m,20MnSi)，小孔徑錨索（Φ15.24mm×5.0m），但部分地段仍難以維護(hù)兩次返修，影響生產(chǎn)，支護(hù)成本高7邢東礦開(kāi)拓巷道支護(hù)存在問(wèn)題礦井采深大（大于1000m），地2.-980m水平開(kāi)拓巷道圍巖結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析地質(zhì)構(gòu)造、巷道位置地應(yīng)力巷道圍巖條件與巷道穩(wěn)定性指數(shù)圍巖控制特點(diǎn)82.-980m水平開(kāi)拓巷道圍巖結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析地質(zhì)構(gòu)造、巷道位斷層巷道F22H=0-45mSF17H=0-12mFx-9H=4Fx-11H=29斷層巷道F22H=0-45mSF17H=0-12mFx-地應(yīng)力區(qū)域垂直應(yīng)力（MPa）水平應(yīng)力（MPa）-980泵房及聯(lián)絡(luò)巷26.3829主副暗斜井26.3-31.2528.9～34.410地應(yīng)力區(qū)域垂直應(yīng)力（MPa）水平應(yīng)力-980泵房及聯(lián)絡(luò)巷262#煤與頂?shù)装鍘r石力學(xué)參數(shù)層位巖性厚度(m)σC(MPa)σt(MPa)E(GPa)u老頂中砂巖20.8697.206.4823.830.23粉砂巖3.1470.004.6018.630.25粉細(xì)砂巖互層2.6684.65.6422.300.27直接頂鋁土質(zhì)粉砂巖3.3469.134.6014.310.252#煤4.5010.802.740.30直接底粉砂巖3.2270.004.6018.6330.252#下煤1.0810.82.7370.30老底粉砂巖2.4060.804.6014.180.25112#煤與頂?shù)装鍘r石力學(xué)參數(shù)層位巖性厚度(m)σ巷道穩(wěn)定性巖性－980泵房－980聯(lián)絡(luò)巷主副暗斜井中砂巖粉砂巖不穩(wěn)定粉細(xì)砂巖互層不穩(wěn)定鋁土質(zhì)粉砂巖強(qiáng)流變極不穩(wěn)定2#煤粉砂巖2#下煤砂質(zhì)泥巖強(qiáng)流變極不穩(wěn)定粉砂巖強(qiáng)流變極不穩(wěn)定不穩(wěn)定12巷道穩(wěn)定性巖性－980泵房－980聯(lián)絡(luò)巷主副暗斜井中圍巖控制特點(diǎn)服務(wù)時(shí)間長(zhǎng)長(zhǎng)達(dá)20年以上水平應(yīng)力大，巷道頂?shù)装遄冃螄?yán)重地應(yīng)力大，圍巖變形嚴(yán)重主暗斜井掘進(jìn)方向與最大主應(yīng)力方向不一致13圍巖控制特點(diǎn)服務(wù)時(shí)間長(zhǎng)長(zhǎng)達(dá)20年以上133

深井錨桿錨索強(qiáng)力支護(hù)原理分析邢東礦圍巖變形特征分析深井錨桿錨索強(qiáng)力支護(hù)原理高預(yù)應(yīng)力作用下巖體的響應(yīng)規(guī)律錨桿支護(hù)強(qiáng)度對(duì)圍巖強(qiáng)度的強(qiáng)化分析

143深井錨桿錨索強(qiáng)力支護(hù)原理分析邢東礦圍巖變形特征分析14邢東礦圍巖變形特征分析巷道圍巖塑性區(qū)隨巷道埋深的變化規(guī)律巷道埋深H（m）鉛直應(yīng)力σv（MPa）水平應(yīng)力σH（MPa）塑性區(qū)半徑R（m）塑性區(qū)厚度P（m）90022.5024.759.126.7695023.7526.139.577.2198024.5026.959.847.4899024.7527.239.937.57100025.0027.5010.027.66110027.5030.2510.948.58120030.0033.0011.869.50130032.5035.7512.7910.43140035.0038.5013.7311.3715邢東礦圍巖變形特征分析巷道圍巖塑性區(qū)隨巷道埋深的變化規(guī)律巷錨桿錨索支護(hù)效果2121工作面順槽（平均埋深1000m）

頂錨桿：20MnSi高強(qiáng)錨桿，頂板采用φ22L2400，全長(zhǎng)錨固，間排距700×900㎜；頂錨索：φ17.8L6500，間排距：運(yùn)輸巷2×1.8m，運(yùn)料巷1.75×2.7m；幫錨桿：φ20L2100全長(zhǎng)錨固，750×900㎜；幫錨索：φ15.24L4500，間排距：運(yùn)輸巷2×1.8m，運(yùn)料巷1.75×2.7m；頂板下沉較大，達(dá)到210㎜，變形量較大，穩(wěn)定時(shí)間較長(zhǎng)，巷道總體支護(hù)效果較好。16錨桿錨索支護(hù)效果2121工作面順槽（平均埋深1000m）1主副暗斜井（810～1150m

）

頂錨桿：20MnSi全螺紋錨桿，φ22L2400，，間排距700×600㎜；幫錨桿：20MnSi全螺紋錨桿，φ18L2100，，間排距650×600㎜；頂錨索：φ15.24L5000，間排距2×1.8m；幫錨索：φ15.24L6500，間排距：1.2×2.3m；支護(hù)效果：兩幫變形量較大，達(dá)到350㎜，頂板下沉較小，但底臌嚴(yán)重，經(jīng)過(guò)3次清底后巷道基本能夠滿足使用要求。存在問(wèn)題：錨桿強(qiáng)度低，預(yù)應(yīng)力低，支護(hù)系統(tǒng)剛度低17主副暗斜井（810～1150m）存在問(wèn)題：錨桿強(qiáng)度低，預(yù)深井錨桿錨索強(qiáng)力支護(hù)原理錨桿支護(hù)系統(tǒng)的剛度與預(yù)應(yīng)力的重要性

錨桿支護(hù)強(qiáng)度的重要性

巷道掘進(jìn)速度對(duì)強(qiáng)力支護(hù)的制約

強(qiáng)度低下密度大，掘進(jìn)速度上不去18深井錨桿錨索強(qiáng)力支護(hù)原理錨桿支護(hù)系統(tǒng)的剛度與預(yù)應(yīng)力的重要性對(duì)深井巷道來(lái)說(shuō)，強(qiáng)力支護(hù)的概念就是在現(xiàn)有的條件下，保持合理的錨桿支護(hù)間排距的條件下，盡可能的采用高預(yù)應(yīng)力、高強(qiáng)錨桿，并采用合理的護(hù)表結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮錨桿支護(hù)的作用。19對(duì)深井巷道來(lái)說(shuō)，強(qiáng)力支護(hù)的概念就是在現(xiàn)有的條件下，保持合理的高預(yù)應(yīng)力作用下巖體的響應(yīng)規(guī)律20高預(yù)應(yīng)力作用下巖體的響應(yīng)規(guī)律20計(jì)算結(jié)果單根錨桿21計(jì)算結(jié)果單根錨桿212222單根錨索23單根錨索232424錨桿-錨索協(xié)調(diào)支護(hù)

25錨桿-錨索協(xié)調(diào)支護(hù)252626支護(hù)形式最大附加應(yīng)力（KPa）最大附加位移（e-6m）預(yù)應(yīng)力損失率（%）錨桿130240.42錨索27937.20.19錨桿、錨索33344.50.62、1.09不同支護(hù)方式的比較27支護(hù)形式最大附加應(yīng)力（KPa）最大附加位移（e-6m）預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)強(qiáng)度對(duì)圍巖強(qiáng)度的強(qiáng)化分析錨固體力學(xué)特性改善情況錨桿布置密度(根/400cm2)0234568彈性模量E(MPa)280.8282.6284.7288.2294.0299.7310軟化模量M(MPa)32.032.635.239.341.943.246.3等效內(nèi)聚力C(MPa)0.350.360.360.370.370.380.39等效內(nèi)摩擦角φ（°）31.531.533.535.637.138.840.4等效內(nèi)聚力C*(MPa)0.0170.0180.0180.0180.0190.0190.021等效內(nèi)摩擦角φ*（°）31.531.533.535.637.138.840.428錨桿支護(hù)強(qiáng)度對(duì)圍巖強(qiáng)度的強(qiáng)化分析錨固體力學(xué)特性改善情況錨桿布錨固體強(qiáng)化理論是強(qiáng)力支護(hù)的理論基礎(chǔ)（1）錨桿支護(hù)通過(guò)軸向或橫向約束來(lái)改善圍巖的應(yīng)力狀態(tài)（2）錨桿支護(hù)提高巖體的力學(xué)參數(shù)（3）普通錨桿支護(hù)難以保證Ⅲ～Ⅳ類巷道圍巖的穩(wěn)定（3）經(jīng)過(guò)處理的高強(qiáng)、超高強(qiáng)錨桿能夠滿足使用要求。29錨固體強(qiáng)化理論是強(qiáng)力支護(hù)的理論基礎(chǔ)（1）錨桿支護(hù)通過(guò)軸向或橫4基于強(qiáng)力支護(hù)的深井錨桿-錨索-圍巖

協(xié)調(diào)支護(hù)技術(shù)研究錨桿錨索支護(hù)的協(xié)調(diào)分析深井煤巷錨桿-錨索協(xié)調(diào)作用原理分析錨桿錨索協(xié)調(diào)支護(hù)方法304基于強(qiáng)力支護(hù)的深井錨桿-錨索-圍巖

協(xié)調(diào)支護(hù)技術(shù)研究錨錨桿錨索支護(hù)的協(xié)調(diào)分析錨桿－錨索之間的協(xié)調(diào)分析

錨桿錨索共同加固圍巖條件較差時(shí)，支護(hù)失敗錨桿-錨索協(xié)調(diào)支護(hù)

在巷道開(kāi)挖支護(hù)初期，以錨桿的柔性支護(hù)為主，后期以錨索的懸吊作用為主。兩者不是同時(shí)聯(lián)合加強(qiáng)支護(hù)，而是相互協(xié)調(diào)、相互取長(zhǎng)補(bǔ)短，從而大大改善了錨固支護(hù)的整體支護(hù)性能，達(dá)到控制圍巖大變形的目的。31錨桿錨索支護(hù)的協(xié)調(diào)分析錨桿－錨索之間的協(xié)調(diào)分析31錨桿－圍巖之間的協(xié)調(diào)分析與時(shí)支護(hù)軸力、延伸量全長(zhǎng)錨固增加抵抗圍巖變形的能力護(hù)表構(gòu)件增加預(yù)應(yīng)力的擴(kuò)散32錨桿－圍巖之間的協(xié)調(diào)分析32錨索和圍巖之間的協(xié)調(diào)分析滯后安裝，合理的安裝時(shí)間將巷道表面松動(dòng)破壞巖體懸吊在深部穩(wěn)定的巖體之下，充分調(diào)動(dòng)圍巖的自承載能力，提高頂板的殘余強(qiáng)度。合理的錨固長(zhǎng)度2m錨索為Ф18.9mm

，鉆孔Ф29㎜藥卷Z2360藥卷數(shù)12345錨固長(zhǎng)度（m）0.661.301.982.623.28拉拔力（KN）92168＞150（未破壞）＞150（未破壞）安裝困難33錨索和圍巖之間的協(xié)調(diào)分析藥卷數(shù)12345錨固長(zhǎng)度（m）0.6護(hù)表構(gòu)件與圍巖變形的協(xié)調(diào)分析

維護(hù)組合拱的存在，防止巖塊的冒落而失效

實(shí)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力支護(hù)的必要設(shè)施（錨桿托盤、金屬網(wǎng)、鋼帶梁、梯子梁）將錨桿之間非錨固巖層載荷傳給錨桿能減少錨桿的間排距，提高巷道的掘進(jìn)速度編織帶能夠減緩圍巖表面的風(fēng)化，與其它護(hù)表構(gòu)件一起，延長(zhǎng)淺表圍巖的穩(wěn)定時(shí)間。

34護(hù)表構(gòu)件與圍巖變形的協(xié)調(diào)分析34深井煤巷錨桿-錨索協(xié)調(diào)作用原理分析煤巷錨桿-錨索協(xié)調(diào)作用原理研究錨桿-錨索聯(lián)合加固原理軟弱圍巖聯(lián)合加固

軟弱圍巖互補(bǔ)原理

35深井煤巷錨桿-錨索協(xié)調(diào)作用原理分析煤巷錨桿-錨索協(xié)調(diào)作用原理錨桿錨索協(xié)調(diào)支護(hù)方法防止錨索在圍巖變形過(guò)程中破斷，使其適應(yīng)圍巖大變形的技術(shù)途徑有:改變錨索的力學(xué)特性，提高鋼絞線屈服后的延伸率，從而增大錨索破壞前的總伸長(zhǎng)量；（不屬于本課題研究范圍）改變支護(hù)工藝、支護(hù)結(jié)構(gòu)和利用錨桿支護(hù)巷道的圍巖變形破壞特點(diǎn)，提高錨索的適應(yīng)性。36錨桿錨索協(xié)調(diào)支護(hù)方法防止錨索在圍巖變形過(guò)程中破斷，使其適應(yīng)圍改善錨索支護(hù)性能的方法：木墊板滯后掘進(jìn)迎頭安裝錨索

合理安排錨索的位置錨桿錨索有關(guān)構(gòu)件的和諧性鋼帶、金屬網(wǎng)的作用37改善錨索支護(hù)性能的方法：木墊板37增加錨索延伸量30－50㎜，38增加錨索延伸量30－50㎜，38頂板比較穩(wěn)定，在錨桿支護(hù)作用下，距掘進(jìn)迎頭10m范圍內(nèi)的頂板下沉量較小。這一情況允許頂板錨索滯后掘進(jìn)迎頭安裝，從而避免因同時(shí)安裝錨桿和錨索影響巷道的掘進(jìn)速度，降低施工效率；當(dāng)掘進(jìn)迎頭頂板較破碎，自穩(wěn)性差，為了防止錨桿支護(hù)后出現(xiàn)冒頂，要求錨索緊跟掘進(jìn)迎頭安裝；如果滯后安裝錨索時(shí)，可能引起鉆孔成形不好而難以安裝錨索，要求在掘進(jìn)迎頭安裝錨索。錨帶網(wǎng)當(dāng)頂板下沉80－120㎜時(shí)安裝錨索39頂板比較穩(wěn)定，在錨桿支護(hù)作用下，距掘進(jìn)迎頭10m范圍內(nèi)的頂板兩根錨索應(yīng)位于巷道寬段的1/4和3/4處，該處的頂板下沉量一般為中部頂板下沉量的1/2~1/3。40兩根錨索應(yīng)位于巷道寬段的1/4和3/4處，該處的頂板下沉量一5工程設(shè)計(jì)-980m大斷面泵房-980m水平巖石聯(lián)絡(luò)巷二水平主副暗斜井415工程設(shè)計(jì)-980m大斷面泵房41-980m大斷面泵房方案設(shè)計(jì)要點(diǎn)數(shù)值模擬現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)42-980m大斷面泵房方案設(shè)計(jì)要點(diǎn)42方案設(shè)計(jì)要點(diǎn)高強(qiáng)錨桿強(qiáng)力支護(hù)、強(qiáng)力錨索加固，錨桿錨索協(xié)調(diào)作用圍巖注漿，固結(jié)強(qiáng)化圍巖刷大斷面，治理底板澆筑混凝土，形成永久支護(hù)43方案設(shè)計(jì)要點(diǎn)高強(qiáng)錨桿強(qiáng)力支護(hù)、強(qiáng)力錨索加固，錨桿錨索協(xié)調(diào)作用610015

800φ22×2500全長(zhǎng)錨固間排距700㎜長(zhǎng)6500（錨索）排距2100㎜厚30（初噴層）厚50(復(fù)噴層)R3050錨桿－錨索＋噴射混凝土44610015800φ22×2500全長(zhǎng)錨固長(zhǎng)6500（錨索圖7-7底板反底拱施工圖R5656800[16連接縫800557348R5656止?jié){塞底板注漿＋底拱45圖7-7底板反底拱施工圖R5656800[16連接縫800圖7-1泵房澆筑混凝土配筋圖2900450（兩幫）350

16（頂板）365

21480051005800澆筑混凝土46圖7-1泵房澆筑混凝土配筋圖2900450（兩幫）350數(shù)值模擬數(shù)值模型47數(shù)值模擬數(shù)值模型47硐室頂?shù)装鍘r石力學(xué)性質(zhì)巖性狀態(tài)厚度/m體積模量(K/MPa)剪切模量(G/MPa)內(nèi)摩擦角(φ/°)粘結(jié)力（C/MPa）抗拉強(qiáng)度（MPa）細(xì)粒砂巖注漿前38.8803529.6302324.3908.4006.0741.555粉砂巖注漿前7.0402981.2801788.7688.1604.4681.104注漿后7453.2004471.92020.40011.1702.760野青灰?guī)r注漿前2.1803529.6302324.3908.4006.0741.555注漿后8824.0745810.97621.00015.1853.888炭質(zhì)泥巖注漿前33.7302268.0001360.8008.1603.8810.624注漿后5670.0003402.00020.4009.7021.56048硐室頂?shù)装鍘r石力學(xué)性質(zhì)巖性狀態(tài)厚度/m體積模量(K/MPa支護(hù)方案普通錨噴支護(hù)幫底注漿錨桿+錨索+底板反拱+噴射混凝土支護(hù)49支護(hù)方案普通錨噴支護(hù)幫底注漿錨桿+錨索+底板反拱+噴射混凝土監(jiān)測(cè)線模擬結(jié)果50監(jiān)測(cè)線模擬結(jié)果50塑性區(qū)51塑性區(qū)51軸力圖52軸力圖52數(shù)值模擬結(jié)論普通錨桿支護(hù)不能有效的控制硐室圍巖的位移和塑性區(qū)的范圍，尤其沒(méi)有對(duì)底板采取任何處理措施，造成硐室嚴(yán)重破壞，影響設(shè)備的正常運(yùn)行。而錨注+錨（索）桿+反拱支護(hù)采用全長(zhǎng)樹(shù)脂錨固方式、錨索補(bǔ)強(qiáng)方式對(duì)頂幫圍巖進(jìn)行有效的控制，同時(shí)對(duì)底板采用錨注加固加混凝土反拱的方式，減輕了硐室的底臌。數(shù)值模擬的初步結(jié)果表明，泵房支護(hù)的初步設(shè)計(jì)是合理的。53數(shù)值模擬結(jié)論普通錨桿支護(hù)不能有效的控制硐室圍巖的位移和塑性區(qū)10m12m2號(hào)測(cè)站1號(hào)測(cè)站圖7-8測(cè)站布置示意圖8m10m4號(hào)測(cè)站3號(hào)測(cè)站現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)5410m12m2號(hào)測(cè)站1號(hào)測(cè)站圖7-8測(cè)站布置示意圖8m10（a）表面收斂測(cè)點(diǎn)布置AOCBAD(b)彎頭測(cè)釘尺寸示意圖5050350

1634578216955（a）表面收斂測(cè)點(diǎn)布置AOCBAD(b)彎頭測(cè)釘尺寸示意圖5部分監(jiān)測(cè)成果56部分監(jiān)測(cè)成果565757工業(yè)試驗(yàn)效果①錨注+底拱支護(hù)有效地控制了圍巖的變形，觀測(cè)期內(nèi)，各測(cè)點(diǎn)到圍巖穩(wěn)定，兩幫最大移近量為127mm，最小為117mm。變形穩(wěn)定以后，兩幫的最大移近速率為0.2㎜/天，已經(jīng)基本穩(wěn)定。②觀測(cè)期內(nèi)最大底臌量為130mm，最小為115mm，，巷道底臌速率沉速率為0.1㎜/天，已經(jīng)穩(wěn)定。③硐室支護(hù)完畢后的30天左右變形劇烈，45天之后，變形速率降低到1㎜/天以下。④頂板離層觀測(cè)表明，測(cè)得頂板錨固區(qū)內(nèi)外得離層值之和最大為5mm，說(shuō)明錨桿支護(hù)有效地抑制了頂板的下沉，頂板錨桿參數(shù)的設(shè)計(jì)是合理的。⑤錨桿錨索受力監(jiān)測(cè)顯示，錨桿受力在硐室掘后30m范圍內(nèi)增加最快，然后增加趨緩，最大13t，錨索最大27t。隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，錨桿錨索受力總體趨勢(shì)逐漸增加。58工業(yè)試驗(yàn)效果①錨注+底拱支護(hù)有效地控制了圍巖的變形，觀測(cè)期內(nèi)-980m水平巖石聯(lián)絡(luò)巷

方案設(shè)計(jì)要點(diǎn)數(shù)值模擬現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)59-980m水平巖石聯(lián)絡(luò)巷

方案設(shè)計(jì)要點(diǎn)59方案設(shè)計(jì)要點(diǎn)預(yù)留斷面高強(qiáng)的錨噴網(wǎng)支護(hù)體系，高強(qiáng)錨桿錨索協(xié)調(diào)支護(hù)技術(shù)二次支護(hù)，注漿加固，固結(jié)強(qiáng)化圍巖，加固幫角控制底臌適時(shí)U型鋼全斷面加固60方案設(shè)計(jì)要點(diǎn)預(yù)留斷面60錨桿－錨索＋噴射混凝土61錨桿－錨索＋噴射混凝土61部分監(jiān)測(cè)成果62部分監(jiān)測(cè)成果626363工業(yè)試驗(yàn)效果工業(yè)性試驗(yàn)結(jié)果表明：盡管采用了高強(qiáng)支護(hù)，深井巷道圍巖仍有一定的變形，但由于采用了預(yù)留斷面，圍巖的變形保持在可控制的范圍內(nèi)，因此，保證了巷道變形穩(wěn)定后的斷面符合使用要求。這種設(shè)計(jì)思路是正確的。(2)巖石聯(lián)絡(luò)巷采用Φ22L3000mm高強(qiáng)錨桿，加長(zhǎng)樹(shù)脂錨固，采用Φ17.8L6500mm錨索加強(qiáng)支護(hù)，二者之間協(xié)調(diào)支護(hù)，混凝土分兩次噴射。實(shí)踐證明，支護(hù)參數(shù)的選取是正確的。64工業(yè)試驗(yàn)效果工業(yè)性試驗(yàn)結(jié)果表明：盡管采用了高強(qiáng)支護(hù)，深井巷道二水平主副暗斜井方案設(shè)計(jì)要點(diǎn)數(shù)值模擬現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)65二水平主副暗斜井方案設(shè)計(jì)要點(diǎn)65方案設(shè)計(jì)要點(diǎn)高阻讓壓，強(qiáng)力支護(hù)；預(yù)留斷面；錨桿錨索協(xié)調(diào)支護(hù)關(guān)鍵技術(shù)：錨桿、錨索高預(yù)緊力，錨桿、護(hù)網(wǎng)、協(xié)調(diào)支護(hù)技術(shù)，預(yù)應(yīng)力協(xié)調(diào)技術(shù)，底角錨桿控制底臌技術(shù)66方案設(shè)計(jì)要點(diǎn)高阻讓壓，強(qiáng)力支護(hù)；預(yù)留斷面；錨桿錨索協(xié)調(diào)支護(hù)6錨桿錨索協(xié)調(diào)支護(hù)

67錨桿錨索協(xié)調(diào)支護(hù)67數(shù)值模擬數(shù)值模型68數(shù)值模擬數(shù)值模型68主副暗斜井巖石力學(xué)性質(zhì)巖性厚度體積模量(K/MPa)剪切模量(G/MPa)內(nèi)摩擦角(φ/°)粘結(jié)力（C/MPa）抗拉強(qiáng)度（MPa）中砂巖21.008824.075810.9821.0015.193.89粉砂巖3.147453.204471.9220.4011.172.76粉細(xì)砂巖互層2.669696.095267.9519.8013.793.38鋁土質(zhì)粉砂巖3.345722.003433.2018.0011.982.762＃煤層4.501368.50631.6215.002.060.66粉砂巖3.227453.204471.9220.4011.172.762＃下煤層1.081368.50631.6215.002.060.66粉砂巖2.405670.003402.0020.409.702.76中砂巖18.308824.075810.9821.0015.193.8969主副暗斜井巖石力學(xué)性質(zhì)巖性厚度體積模量(K/MPa)剪切模模擬結(jié)果監(jiān)測(cè)線位移70模擬結(jié)果監(jiān)測(cè)線位移70監(jiān)測(cè)線主應(yīng)力應(yīng)力峰值距巷道從小到大：頂角→頂板→兩幫→底腳71監(jiān)測(cè)線主應(yīng)力應(yīng)力峰值距巷道從小到大：71塑性區(qū)72塑性區(qū)72數(shù)值模擬結(jié)論兩幫煤體深部變形較大，幫錨桿錨固在巖體淺部，形成淺部承載結(jié)構(gòu)，錨索錨固于巖體深部，能夠調(diào)動(dòng)深部圍巖強(qiáng)度。但只有調(diào)整兩者的安裝順序或增加錨索的延伸率，才能實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)支護(hù)。73數(shù)值模擬結(jié)論兩幫煤體深部變形較大，幫錨桿錨固在巖體淺部，形成現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)74現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)74部分監(jiān)測(cè)成果75部分監(jiān)測(cè)成果7576767777支護(hù)參數(shù)修改頂板和兩幫錨桿支護(hù)的長(zhǎng)度加大到3.0m，每排錨索增加到3根78支護(hù)參數(shù)修改頂板和兩幫錨桿支護(hù)的長(zhǎng)度加大到3.0m，每排錨索觀測(cè)結(jié)果改進(jìn)后的支護(hù)有效地控制了圍巖的變形，觀測(cè)期內(nèi)，8號(hào)測(cè)站兩幫最大移近量為89mm，9號(hào)測(cè)站為42mm。8號(hào)測(cè)站與9號(hào)測(cè)站均改變了支護(hù)形式，同比，9號(hào)測(cè)站盡管開(kāi)采深度加大，但圍巖的控制效果已顯現(xiàn)。觀測(cè)期內(nèi)8號(hào)測(cè)站頂?shù)装遄畲笠平繛?5mm，最小為38mm，巷道頂?shù)滓平俾蕿?.5㎜/d左右，巷道的穩(wěn)定時(shí)間較長(zhǎng)。木墊板的壓縮量與錨索的延伸量相加能夠滿足頂板下沉量的需要，保證了錨索不被拉斷，實(shí)現(xiàn)了錨桿與錨索的協(xié)調(diào)。由觀測(cè)結(jié)果可以看出，加強(qiáng)支護(hù)后，頂?shù)装逡平亢蛢蓭臀灰拼蠓冉档?，且錨桿、錨索等完好率高，說(shuō)明改進(jìn)后的支護(hù)方式能夠控制圍巖的變形，支護(hù)獲得了成功。79觀測(cè)結(jié)果改進(jìn)后的支護(hù)有效地控制了圍巖的變形，觀測(cè)期內(nèi)，8號(hào)測(cè)課題結(jié)論本項(xiàng)目根據(jù)邢東礦千米深井高應(yīng)力區(qū)域開(kāi)拓巷道掘進(jìn)的特點(diǎn)，針對(duì)該礦-980m水平開(kāi)拓巷道與硐室支護(hù)難題，提出基于圍巖強(qiáng)度強(qiáng)化理論的錨桿錨索強(qiáng)力支護(hù)原理、錨桿－錨索協(xié)調(diào)支護(hù)原理。主要結(jié)論如下：從圍巖條件、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)和地應(yīng)力幾個(gè)方面分析了邢東礦大埋深煤層開(kāi)拓巷道的圍巖結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：圍巖屬于高應(yīng)力巖層，在高應(yīng)力的作用下，圍巖將出現(xiàn)較大范圍的松動(dòng)，特別在斷層附近，圍巖裂隙更加發(fā)育，給巷道圍巖控制帶來(lái)困難；斷層對(duì)暗斜井的掘進(jìn)支護(hù)有一定的影響；掘進(jìn)過(guò)程中斷層附近將會(huì)淋水，但水量不大；區(qū)域內(nèi)主應(yīng)力的方向與暗斜井斜交，暗斜井兩側(cè)將出現(xiàn)不對(duì)稱的變形狀況。

80課題結(jié)論本項(xiàng)目根據(jù)邢東礦千米深井高應(yīng)力區(qū)域開(kāi)拓巷道掘進(jìn)的特點(diǎn)提出了深井強(qiáng)力支護(hù)的概念，論證了預(yù)應(yīng)力對(duì)巷道圍巖強(qiáng)度的影響規(guī)律，采用數(shù)值模擬方法考察了錨桿、錨