目前,煤矿巷道掘进进尺已超过12000 km/年,其中,90%的进尺是常规条件下的巷道掘进。遗憾的是,常规条件下的巷道支护设计,一直面临以下问题:①支护机制、支护方法基本成熟,但支护设计的内容、原理、方法与流程缺乏严谨性,不规范;②考虑的影响因素比较单一、不全面;③基本以工程类比法为主。因此,常规条件下的巷道支护问题,亟需解决支护设计的定量化和规范化。
巷道支护设计面临两大困难,也是未来的两大主攻方向。一是,深部、复杂地质条件下巷道的支护方法及其支护机制研究;二是,常规条件下巷道支护设计的定量化和规范化研究。
近日,中国矿业大大学(北京)侯公羽团队在分析、综述现有的巷道支护设计理论与方法的基础上,从巷道支护设计的基本特征、巷道开挖的力学原理入手,提出常规巷道支护设计的基本原理与方法如下:
(1) 全面、综合地考虑地应力量级、围岩地质力学参数与指标、围岩体强度、围岩分级等影响因素,并准确地取值或估算;
(2) 正确分析不同围岩地质条件下巷道支护设计的基本特征、巷道开挖的力学效应;
(3) 准确理解与分析不同围岩类型条件下巷道的围岩–支护相互作用机制;
(4) 严格按照围岩–支护相互作用机制计算围岩压力和变形大小。
为了准确地理解围岩–支护相互作用机制,研究简要给出了弹塑性变形阶段的围岩–支护相互作用的全过程解析方法。研究提出的巷道支护设计的内容、原理、方法与流程,可为巷道支护设计规范的编制提供理论依据。
这项研究得到了国家自然科学基金面上项目的资金支持。成果以《常规条件下巷道支护设计的原理与方法研究》为题于11月2日在《岩石力学与工程学报》进行了网络首发。
责任编辑:宫在芹