加急见刊

断层破碎带中巷道围岩大变形机理及控制技术研究

陈晓祥; 吴俊鹏 河南理工大学能源科学与工程学院、煤炭安全生产河南省协同创新中心; 河南焦作454000

摘要:基于常村煤矿N3-6运输平巷的地质状况,分析了过断层破碎带时巷道围岩大变形的机理,得到了巷道在断层破碎区域大断面效应显著,且围岩变形受构造应力机制(IIA)、重力机制(IIB)和随机节理型机制(IIIE)的复合变形力学机制作用是巷道围岩大变形的主要原因;在一定范围内,随着Hoek-Brown常数(m1)、岩体地质强度指标(GSI)和岩石单轴抗压强度(c)的提高,巷道围岩失稳范围迅速减小;随着围岩应力增加,失稳范围逐渐加大,二者近似于正比例关系。提出了"超前预注浆+锚网索"联合支护方式控制断层破碎区域围岩变形,通过FLAC^3D数值模拟对比了原方案和优化后方案的支护效果,结果表明,优化后方案围岩塑性区面积较原方案下降低了56.9%,顶底板最大位移量减小了74%,两帮最大位移量减小了65.3%,巷道围岩大变形得到了有效控制。工业性试验表明,巷道围岩变形在25 d后基本趋于稳定,且顶底板位移量以及两帮位移量均控制在300 mm以内,与FLAC^3D数值模拟结果基本吻合,运输平巷支护效果能满足工程需求。

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