蒲河矿软岩巷道围岩控制机理及协调支护技术研究
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摘要
软岩巷道的支护问题一直是煤矿生产和建设中的难题，本文以沈阳蒲河矿软岩巷道支护为工程背景，采用现场测试、理论分析、实验室试验和计算机数值模拟相结合的综合研究方法，系统研究了软岩巷道围岩及支护体变形破坏特征、软岩巷道围岩控制机理与支护技术。获得了以下主要研究成果：（1）揭示了蒲河矿软岩巷道围岩变形破坏规律的不可控性，成巷后围岩持续变形，部分围岩变形为给定变形，现有工程条件不可控，后期变形速率趋缓，但围岩变形量均在400mm以上，锚索等支护材料无法抵抗围岩大变形而失效，产生冒顶隐患。（2）研发了可接长锚杆，采用专用连接头将两段杆体对接而成，连接部位强度与杆体相同，锚杆延伸率可达17%，能够与围岩协调变形，克服了锚索延伸率低、围岩变形后易被各个击破的缺点，为大变形软岩巷道支护提供了新手段。（3）针对软岩巷道围岩大变形特征，提出了长短锚杆结合的协调支护技术，该支护技术能够适应围岩变形，并可持续提供有效的支护阻力，实现了支护体与巷道围岩变形协调、作用力协调，解决了传统支护技术不适应围岩变形的难题，消除了冒顶隐患。本文研究成果在蒲河矿进行了现场试验，取得了良好效果。
The supporting problems ofsoft rock roadway has beenexisting in the productionand construction ofcoal mine, this paper is based on the engineering background of asoft rock roadway in Shenyang Puhe mine, and the on-site testing, theoretical analysis,laboratory tests and computer simulation are used as the comprehensive researchmethods, which study the deformation and failure characteristics ofsoft rock roadwayand supporting bodies, control mechanism and supporting technique ofsoft rockroadway. The following main results areobtained:(1) It reveals thatthedeformationand failure law of surrounding rock of the soft rock roadway in Puhe mine is out ofour control; continuous deformation of the surrounding rock happens in the roadwayand some deformation of surrounding rock is given, the existing engineeringconditions are not enough to prevent it.the post-deformation rate slows down, but rockdeformation volume is still more than400mm, which is beyond thecapacity of theanchor cable and other supporting materials and can cause deformation and failure ofthem and result in roof fall hazards.(2)The long anchor cablesare invented as a newtool to coordinate with the surrounding rock deformation, using a dedicated connectorrod butt to connect the two rods and theconnecting part are of the same intensity.Theanchor cable elongation is up to17%, which can overcome the anchor cables’ easilybreak one by one resulting from low elongation of the anchor cable when largedeformation of soft rock roadway happens.(3)Forlarge deformation ofthe soft rockroadway, the long and short length of the anchor are combined to solve this problemas the supporting technology to adapt to surrounding rock deformation andsustainably provide effective support resistance, and thissupport technology achieve the coordinationof the supporting bodies with the surrounding rock deformation andsupporting force to solve the traditional support technology problems, eliminating theroof fall hazards. This research trials was conducted in Puhe mine, and achieved verygood results.
The supporting problems ofsoft rock roadway has beenexisting in the productionand construction ofcoal mine, this paper is based on the engineering background of asoft rock roadway in Shenyang Puhe mine, and the on-site testing, theoretical analysis,laboratory tests and computer simulation are used as the comprehensive researchmethods, which study the deformation and failure characteristics ofsoft rock roadwayand supporting bodies, control mechanism and supporting technique ofsoft rockroadway. The following main results areobtained:(1) It reveals thatthedeformationand failure law of surrounding rock of the soft rock roadway in Puhe mine is out ofour control; continuous deformation of the surrounding rock happens in the roadwayand some deformation of surrounding rock is given, the existing engineeringconditions are not enough to prevent it.the post-deformation rate slows down, but rockdeformation volume is still more than400mm, which is beyond thecapacity of theanchor cable and other supporting materials and can cause deformation and failure ofthem and result in roof fall hazards.(2)The long anchor cablesare invented as a newtool to coordinate with the surrounding rock deformation, using a dedicated connectorrod butt to connect the two rods and theconnecting part are of the same intensity.Theanchor cable elongation is up to17%, which can overcome the anchor cables’ easilybreak one by one resulting from low elongation of the anchor cable when largedeformation of soft rock roadway happens.(3)Forlarge deformation ofthe soft rockroadway, the long and short length of the anchor are combined to solve this problemas the supporting technology to adapt to surrounding rock deformation andsustainably provide effective support resistance, and thissupport technology achieve the coordinationof the supporting bodies with the surrounding rock deformation andsupporting force to solve the traditional support technology problems, eliminating theroof fall hazards. This research trials was conducted in Puhe mine, and achieved verygood results.
引文
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