煤矿回风石门软岩巷道大变形机理及支护策略

"回风石门软岩巷道变形破坏机理及其支护对策" 这篇科研论文主要探讨了煤矿回风石门软岩巷道在施工过程中遭遇的严重变形和破坏问题，以及相应的支护策略。文章指出，这些非线性的大变形破坏现象包括底臌（底板隆起）、折帮（帮部破裂）和顶沉（顶板下沉），这给巷道的稳定性和安全性带来了极大的挑战。为了探究其原因，研究团队采用了工程地质力学分析、数值模拟和现场试验等多学科交叉的方法。 研究表明，巷道的变形破坏是由多种复杂因素共同作用导致的。这些因素包括但不限于：分子吸水膨胀（岩石吸收水分导致体积增大）、胶体膨胀（矿物颗粒间的粘结物质吸水膨胀）、构造应力（地壳内部的应力分布）、重力、工程偏应力（由于工程活动产生的局部应力变化）、软弱夹层（岩石中脆弱的薄层结构）以及层理（岩石的自然纹理）。这些因素相互交织，形成了IABIIABDIIIBC型的复杂变形力学机制。 面对这种复杂的变形机制，研究者提出了将复合型机制转化为单一型的技术对策，以简化处理过程并增强支护效果。通过数值模拟验证，这一技术对策能有效地抑制巷道的大变形破坏，提高了巷道的稳定性。 此外，为了解决这个问题，研究团队设计了一套综合支护方案，包括恒阻大变形锚杆、金属网、底角注浆锚管和钢纤维混凝土的耦合应用。恒阻大变形锚杆用于抵抗巷道的变形，金属网提供额外的支撑，底角注浆锚管则增强了底板的稳定性，而钢纤维混凝土则增强了整体结构的抗压强度和韧性。现场试验结果显示，这一综合支护方案在实际应用中表现优异，有效地防止了巷道的进一步破坏。 该研究为解决煤矿回风石门软岩巷道的变形破坏问题提供了理论依据和技术支持，对提高矿井的安全性和经济效益具有重要的实践意义。通过对各种地质力学因素的深入分析和针对性的支护措施设计，为类似工程提供了有价值的参考。