千米深井穿层岩巷非对称变形与新型支护技术研究

本文主要探讨的是星村矿千米深井穿层岩巷的变形机理以及相应的支护技术研究。星村矿的－1186水平回风巷是一条穿越侏罗纪红层泥岩的穿层岩巷，巷道在穿越这一软岩层时发生了显著的非对称变形，具体表现为底鼓和下沉。这种非对称变形不仅影响了巷道的稳定性，还可能导致结构损坏，如混凝土喷层破裂和锚杆失效。 作者首先进行了详细的巷道变形分析，着重研究了地应力环境对巷道的影响。地应力是决定岩层变形的重要因素，特别是当它与岩层的自然应力状态不匹配时，可能会引发巷道的不均匀变形。此外，岩层的物理力学性质，如红层泥岩的单轴抗压强度（18MPa）和高黏土含量（27%），也显著影响了巷道的支撑性能。 为了深入理解非对称变形的原因，作者采用数值模拟的方法进行研究。这种方法可以帮助揭示巷道在不同荷载和应力状态下可能发生的复杂变形行为，从而为设计更有效的支护策略提供依据。 针对发现的非对称变形问题，研究者提出了非对称的锚网索+底角锚杆联合支护方案。这种支护方式考虑到了巷道的特殊变形特性，通过锚网索提供整体稳定性，而底角锚杆则用于增强薄弱区域的支撑，从而有效控制穿层巷道的变形并减少返修次数。 现场工业试验的结果证实了这一支护方案的有效性。通过实施非对称支护，巷道的变形得到了有效控制，避免了频繁的返修工作，保障了巷道的安全和工程的经济效益。 总结来说，星村矿千米深井穿层岩巷的变形机理研究强调了地应力、岩层性质和支护设计对巷道稳定性的关键作用，通过科学的分析和实践验证，为类似矿井中的穿层岩巷道支护提供了宝贵的参考经验和理论支持。