深部高应力软岩巷道变形控制与联合支护技术

"这篇论文详细探讨了深部高应力软岩巷道的变形特征和相应的支护技术。在贵州土城煤矿141713运输巷的实际工程背景下，研究团队通过对巷道的现场调查和实验室分析，揭示了巷道变形破坏的主要原因，包括围岩强度低、黏土矿物含量高、不适当的支护方法、采矿活动的影响、高应力环境以及围岩渗水。基于这些发现，他们提出了一个综合的支护方案，即‘锚杆/索+钢筋网+注浆+U型钢棚’的联合支护系统，并通过理论分析、数值模拟和现场监测验证了其有效性。实施支护措施后，巷道的变形量显著降低，证明了所提出的支护技术的有效性。" 这篇研究论文深入研究了深部高应力软岩巷道的工程问题，尤其是在中国贵州的土城煤矿。论文指出，由于地质条件特殊，这里的巷道面临着严重的变形挑战。通过现场调研，研究人员发现巷道的破坏主要归因于以下几个因素：一是围岩自身强度不足，容易受外力影响发生破坏；二是黏土矿物含量较高，降低了岩石的整体稳定性；三是现有的支护措施未能有效应对高应力环境；四是开采活动导致的动态应力变化；五是围岩的渗水问题加剧了巷道的变形。 为解决这些问题，研究人员提出了一个创新的联合支护方案，包括锚杆和索具提供初期支护，钢筋网增强结构稳定性，注浆填充裂缝和加固岩体，以及U型钢棚提供刚性支撑。这一综合方案旨在提高支护系统的整体性能，适应高应力环境，防止或减缓巷道的变形。 通过数值模拟，该方案成功地减少了巷道的变形。顶板的最大下沉量和底鼓量分别从160mm和60mm降至45mm和40mm，两帮的最大移进量也从60mm减少到14mm，表明巷道的稳定性得到了显著改善。同时，最大主应力从24MPa提升至28MPa，说明支护措施增强了巷道的承载能力。 现场监测进一步证实了这一结论。支护后的巷道断面最大收敛率仅为9.87%，表明围岩的变形量控制在可接受的范围内。这一成果对于深部高应力软岩巷道的支护设计具有重要的实践指导意义，为类似地质条件下的矿山工程提供了有效的解决方案。 关键词涵盖的领域包括高应力软岩的特性，注浆加固技术在改善岩体稳定性中的应用，巷道支护策略，以及现场监测的重要性，这些都是保障深部矿井安全作业的关键技术。论文的发表为该领域的研究提供了新的理论依据和技术参考。