动压巷道钢管混凝土支架支护效果与稳定性分析

本文主要探讨了动压巷道中采用钢管混凝土支架支护技术的应用研究。针对清水煤矿动压巷道南二06工作面材料上山巷道存在的巷道变形破坏问题，研究团队在巷道中实施了一项实验，采用了准219×8型弧墙半圆拱钢管混凝土支架。理论计算结果显示，这种支架的承载能力高达2113.02kN，可以提供1.15MPa的支护反力，具有良好的支撑性能。 在现场施工过程中，进行了为期60天的巷道顶底板移近量监测。结果显示，两帮的最大移近量约为4cm，顶底板的最大移近量约为5cm，表明支架有效控制了巷道的变形，巷道保持了稳定。监测数据的变化规律可以分为三个阶段： 1. **井筒开挖影响阶段**：初期，由于井筒开挖对监测段面造成扰动，断面发生位移，且随着开挖深入，位移和变形速率逐渐增大。当开挖接近监测点时，位移增长速度最快。 2. **井筒变形限制阶段**：随着支架结构的施工，位移增长速度减小，表明围岩应力开始重新分布，并且支护结构开始发挥作用。监测数据显示，拱顶下沉量为16mm，两帮收敛位移为10mm，底鼓鼓起量为10mm，这些数值与理论模拟数据相符。 3. **井筒稳定变形阶段**：随着开挖面的推进，围岩在支护结构的作用下，应力再次重新分布，形成了稳定的共同作用体系。此阶段，位移如拱顶下沉、两帮收敛以及底板鼓起量趋于稳定并呈现减小趋势，反映出两次位移调整过程。 研究结论指出，针对俄霍布拉克地区地质条件差、围岩破碎严重的现实，原支护方案下巷道变形问题突出。优化后的支护方案通过锚索、锚网喷和混凝土底板的组合，有效控制了位移和应力分布，减轻了两帮的竖直应力集中、底角的水平应力集中，同时减少了顶板的拱形变形和底部的塑性区。结果表明，这种新型支架系统能形成稳定的承压拱或承压梁，显著提升了围岩的稳定性。 参考文献列举了多篇关于矿井支护技术、冻结施工方案、破碎软岩支护、凿井方法以及数值模拟等相关领域的研究，展示了这项研究在工程实践中的价值和对同类问题解决策略的借鉴意义。