深部岩巷锚喷支护技术参数确定与试验研究
2021-12-27郑冬杰孙庆润
煤矿安全 2021年12期
郑冬杰,孙庆润
(1.中赟国际工程有限公司,河南郑州 450007;2.河南省煤炭科学研究院有限公司,河南郑州 450001)
长期以来,煤炭一直作为我国的主要消费能源之一,在能源生产、消费结构中所占比例在60%左右[1-2]。目前,我国中东部矿区已进入深部开采阶段,据不完全统计,中东部矿区开采深度超过800 m 的煤矿有100 余个[3-4],开采深度以每年10~25 m 速度增加[5-6]。由于煤矿开采深度的增加,煤岩体在高地应力、高地温以及高渗透压的长时间作用下,其内部组织结构、响应行为特征均发生了根本性变化,导致巷道出现了不同程度的非线性大变形[7-13]。自新奥法提出“充分发挥围岩自身强度、促使围岩与支护结构形成共同承载圈”的核心理念后,锚杆和喷射混凝土支护技术得到快速发展[14-20],相关专家学者进行了大量研究,比如苏永华等[17-18]研究了锚喷衬砌稳定可靠度对隧道围岩稳定的影响;刘泉声等[19]利用FDEM 软件模拟了“锚喷+注浆”条件下巷道围岩变形破坏特征,指出围岩破裂、碎胀是巷道大变形的主要原因;文竞舟等[20]提出了内、外复合拱理论,其中锚杆作为支护外拱,喷层与钢架作为支护内拱,研究表明在软弱破碎围岩中支护内拱起主要承载作用。虽然锚喷支护理论和技术得到了快速发展,但目前仍缺乏锚喷支护参数对深部巷道变形控制的系统性分析,为此,以三河尖煤矿吴庄区运输大巷为试验巷道开展锚喷支护参数对深部岩巷围岩变形控制作用的数值模拟研究,量化分析锚杆预紧力、密度、长度、锚固长度以及喷层厚度和强度对巷道变形的控制作用,提出1 种深部岩巷锚喷支护技术参数的确定思路和方法。……
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