高应力泥岩顶板巷道围岩失稳与控制关键技术

"本文主要探讨了高应力泥岩顶板回采巷道的围岩失稳问题，通过分析破坏特征、力学变形机制以及失稳原因，提出了有效的支护技术和方案。作者建立了一种锚杆-锚索支护区的变形协调方程，并针对古汉山矿13051回采巷道的实际情况，实施了高强预应力锚杆-锚索的预留断面支护方案。研究表明，这种支护方法能够有效地控制巷道围岩的变形，提高稳定性。" 高应力泥岩顶板巷道的围岩失稳是一个复杂的问题，涉及到多种因素。首先，顶板的严重破碎和离层现象，以及两帮的非对称收敛和底鼓，这些都是巷道失稳的显著特征。这些现象的产生，主要是由于高应力环境以及泥岩顶板的软弱性质。泥岩的特性使其在高应力作用下易于发生塑性变形，导致围岩结构的不稳定。 文章中提到的力学变形机制是巷道失稳的关键。古汉山矿13051回采巷道围岩被定义为高应力-节理化-膨胀性复合型（HJS）软岩，具有复杂的力学变形模式，即ⅠABⅡABⅢABD复合型。这意味着巷道围岩受到多向应力的作用，同时伴随着节理化和膨胀效应，使得巷道稳定性大大降低。 为了应对这一问题，作者提出了一种基于锚杆-锚索的支护策略。通过建立锚杆-锚索支护区的变形协调方程，可以更好地理解支护系统如何与围岩相互作用，从而控制变形。提出的高强预应力锚杆-锚索支护方案旨在通过预留断面来调整支护系统的应力状态，使支护结构与围岩达到协调变形，减少巷道的不稳定性。 数值计算和工业性试验的结果证实了该方案的有效性。实施该方案后，巷道围岩的变形能量得以有效释放，围岩压力下降，锚杆和锚索承受的压力更加均衡，巷道的变形保持在可控范围内。这表明，预留断面高强预应力锚杆-锚索的协调变形支护是解决高应力泥岩顶板巷道围岩稳定问题的有效途径。 这篇文章深入研究了高应力环境下泥岩顶板巷道的围岩失稳问题，提供了一个实用的技术解决方案。通过理论分析和实践验证，强调了合理设计锚杆-锚索支护系统的重要性，对于类似地质条件下的煤矿开采安全具有重要的指导意义。