深部巷道围岩稳定性控制:理论、挑战与解决方案
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更新于2024-09-03
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"深部大变形巷道围岩稳定性控制方法研究"
在深部开采的煤矿行业中,巷道围岩的大变形和冒顶灾害是亟待解决的技术难题。针对这一问题,研究人员采用Kastner等人的理论,深入研究了支护阻力如何影响深部高应力巷道的围岩变形。他们发现,围岩的大变形主要源于两个方面:一是巷道周围浅部破碎围岩的非连续性变形,如扩容和剪胀;二是由于高应力导致的以塑性变形为主的连续性变形。
当前的支护策略对于巷道围岩的连续性变形控制效果有限,总是存在一部分变形无法得到有效控制,这就是所谓的"给定变形"。为了实现巷道围岩的稳定控制,并降低支护成本,研究提出巷道支护理念应从变形控制转变为稳定控制,目标是保证巷道围岩的均匀、协调变形,消除可能的安全隐患,如冒顶和片帮,从而增强巷道的整体稳定性和安全性。
为了达到这一目标,研究人员建议在巷道掘进时预留一定的变形空间,以适应围岩的"给定变形"。同时,支护结构需要具备一定的连续性变形能力,能够在保持较高支护阻力的同时,允许巷道围岩适度变形,以维护其完整性。实践证明,结合预留变形的空间,采用“可接长锚杆+刚性长螺纹钢锚杆+锚网+W钢带+喷射混凝土”的综合控制技术,辅以强化顶板的可接长锚杆方案,可以有效地控制深部高应力巷道的围岩变形,提高巷道的稳定性。
这些研究成果是国家自然科学基金重点项目“深部大变形巷道围岩破坏与稳定性控制研究(51434006)”的一部分,该系列研究聚焦于高应力环境下巷道围岩塑性区的形成与扩展规律,涉及深部巷道的冒顶机制、围岩稳定性控制策略,以及岩石蠕变损伤与塑性区扩展之间的关系等关键问题。这些研究为深部煤矿开采的安全和高效提供了理论依据和技术支持,对于从事相关领域研究的学者具有重要的参考价值。
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2021-07-08 上传
2020-05-25 上传
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