深部大断面硐室围岩控制技术研究与应用

"深部大断面硐室围岩控制技术" 在深部煤炭开采中，大断面硐室的围岩控制是一项极具挑战性的技术问题。本文针对某矿架空乘人装置人车的深部大断面硐室，提出了二次全断面支护的方法，以解决围岩控制难度大的问题。二次全断面支护是针对初次支护后的围岩继续变形而采取的加强措施，旨在进一步稳定硐室结构。 FLAC2D数值模拟在该研究中扮演了关键角色，它被用来确定二次支护的最佳时机。通过模拟分析，得出结论：二次支护应在硐室围岩的变形由剧烈转向平缓的拐点进行，这样可以有效减小围岩的进一步变形，提高支护效率。 锚网支护是大断面硐室常用的支护方式，其中锚杆（索）的预紧力匹配至关重要。预紧力是指锚杆（索）在安装时施加的初始张力，合理匹配预紧力能确保锚固系统的稳定性。在实际操作中，锚杆（索）的预紧力应根据围岩性质、巷道尺寸和地质条件等因素进行调整，以达到最佳的支护效果。 在对架空乘人装置人车硐室实施二次全断面支护后，观察到硐室围岩的变形量显著减小，表明这种支护策略有效地控制了围岩变形，提高了硐室的安全性和稳定性。对于类似深度的大断面硐室，尤其是在底板需要承载机电设备的场合，控制底板的不均匀隆起显得尤为关键，因为这直接影响设备的正常运行和矿井的安全。 在深入探讨的工程案例中，该矿的Ⅱ61下采区巷道在深度900米处，受到构造应力和EF31正断层的影响，垂直应力高达24MPa，甚至在构造带上可能超过48MPa。这样的高应力环境对支护设计提出了严峻挑战。硐室断面为6m宽和4.8m高，围岩主要由泥岩和泥沙岩构成，断层带内节理裂隙发育，这些因素都增加了支护的复杂性。 因此，对于深部大断面软岩硐室的围岩控制技术的研究具有重大意义，它不仅可以提升矿井的安全生产水平，还可以为类似条件下的工程实践提供参考和指导。通过综合应用二次全断面支护、预紧力匹配和数值模拟等技术手段，可以有效地应对深部大断面硐室的围岩控制问题，保障矿井的长期稳定运营。