深部软岩巷道支护分析：扩容挤压悬吊理论与锚杆参数

"基于软岩支护中弹塑性力的分析" 本文主要探讨了在软岩支护过程中针对弹塑性力的分析，作者祁刚是来自辽宁工程技术大学资源与环境工程学院的专业人士。软岩支护是针对松软、破碎、膨胀、流变、风化、蚀变以及地质构造复杂、深部矿井等条件下，常规方法难以有效支撑的岩土工程所采用的一种特殊支护方式。文章以软弱风化破碎围岩的扩容挤压悬吊理论为理论基础，结合具体的煤矿工程——屯兰矿5493集中轨道巷的实际背景，对风化破碎软岩巷道的锚杆(索)支护参数进行了深入的技术分析。 在深部软岩开采过程中，开挖后由于卸荷和施工扰动，容易形成塑性圈，这可能导致岩体的松动和非平衡应力状态，甚至引发巷道失稳。因此，正确估算巷道围岩压力至关重要。文章提出，应用改进的柯卡公式来推导深部软岩的变形参数是合理的，并且根据这些参数选择的锚杆支护方案是可靠的。 文中提及，深部开采尤其是顶板条件差的回采巷道，如泥岩、页岩或其互层，由于其低强度、高孔隙率、良好的吸水性、易风化和崩解的特性，以及显著的膨胀性和时效性，使得巷道支护成为一大技术难题。传统的支护理论和技术已无法适应深部高应力和持续变形的围岩条件，若仍沿用浅部支护参数，可能会导致支护结构与围岩变形特性不匹配，从而引发支护失效或局部冒顶，严重影响采矿作业的安全和效率。 文章的1.1节详细阐述了塑性圈的形成和研究。开挖后，围岩应力降低，风化加速，形成塑性松胀，导致应力传递给邻近岩体，进而产生塑性变形。随着应力增大，塑性变形圈逐渐扩展，形成一个内部物理力学性质下降、承载能力减弱的塑性区。研究这一区域的半径对于选择合适的支护设备参数至关重要。 该文通过理论分析和实际工程案例，为深部软岩巷道的支护提供了科学依据，强调了对塑性圈研究的重要性，并提出改进的计算方法，以优化锚杆支护设计，确保深部矿井的安全开采。关键词包括软弱围岩、深部动压巷道、扩容挤压悬吊理论和锚杆。