深井软岩巷道底鼓控制研究：理论分析与数值模拟

"深井软岩巷道底鼓机理及其控制" 在深井软岩巷道的建设过程中，底鼓现象是一个严重的工程挑战，它可能导致巷道断面缩小，影响运输、通风和人员通行，甚至可能引发安全隐患。针对口孜东矿-967米回风石门出现的严重底鼓问题，研究者进行了深入的理论分析和实践探索。 首先，研究者从理论上探讨了影响巷道底鼓的因素，这些因素主要包括围岩的物理特性（如软弱程度）、地质构造（如节理发育和岩层破碎程度）、以及支护方式的有效性。软岩通常具有低强度和高变形性，当受到压力或地下水作用时，容易产生塑性流动，导致底鼓的发生。 接着，通过数值模拟方法，研究者评估了原有的支护形式对底鼓控制的效果。他们发现，回风石门的底鼓主要由围岩的软弱和不合理的支护设计引起。原始支护方案采用了锚杆、锚网和喷射混凝土，但未能有效抑制底鼓现象。 基于以上分析，研究者提出了一个改进的支护方案，即全断面注浆配合底板锚杆（包括角锚杆）以及29U支架。全断面注浆有助于增强围岩的整体稳定性，减少地下水对底板的影响；底板锚杆和角锚杆则可以提供额外的支撑力，防止底板的抬升；29U支架是一种强力支撑结构，能有效抵抗巷道顶板的压力，防止底鼓的发生。 为了验证优化方案的可行性，研究者利用数值模拟进行了进一步的分析，并结合现场实测数据进行对比。结果表明，改进后的方案显著提高了底鼓控制效果，能够减少约90%的底鼓量，极大地改善了巷道的稳定性，降低了维护难度，保障了矿井的正常建设和安全生产。 这个研究对于深井软岩巷道的底鼓控制提供了理论依据和技术支持，强调了合理选择支护材料和方法的重要性，以及对地质条件的充分考虑。同时，它也提醒了矿业工程领域，在设计和实施巷道支护时，必须考虑到地质特性和动态矿压显现，以确保巷道的长期稳定性和安全性。