深部大断面硐室破坏机制与锚注控制方法研究

作者

王琦张皓杰江贝黄玉兵张朋许硕刘博宏
单位

山东大学岩土与结构工程研究中心中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室中国矿业大学（北京）深部岩土力学与地下工程国家重点实验室
摘要

随着矿井开采深度增加,深部大断面硐室围岩出现大变形、底鼓、支护失效、非对称破坏甚至冒顶等控制难题。本文以厚冲积层万福煤矿永久泵房为背景,通过现场监测、钻孔探测对破碎围岩进行分区,分析原支护方案下围岩的变形破坏机制。系统研究硐室相对位置和开挖次序、锚注支护和关键部位补强支护等不同因素对围岩变形控制效果的影响机制,建立围岩控制率和变形协调率评价指标,提出深部大断面硐室优化设计方法,同时提出"一次钎杆注浆定孔,二次锚网喷浆支护,三次锚注一体加固,关键部位加密强化,完整砌碹强度储备"的大断面硐室非对称分阶段控制方法。现场应用表明,该方法有效控制了深部大断面硐室的非对称变形,为类似硐室设计与施工提供了参考。
关键词

深部大断面硐室破坏机制锚注控制
基金项目(Foundation)

国家自然科学基金项目(51674154,51704125)；山东省重点研发计划项目(2017GGX30101,2018GGX109001)；煤炭资源与安全开采国家重点实验室开放研究基金项目(SKLCRSM18KF012)；
文章目录

1 工程概况
1.1 工程地质条件
1.2 永久泵房及邻近硐室原支护设计
2 永久泵房破坏机制分析
2.1 收敛变形监测
2.2 钻孔窥视探测
2.3 非对称破坏机制分析
3 数值计算分阶段控制方法
3.1 数值计算方案设计
3.2 数值模型建立
3.3 评价指标建立
3.4 计算方案结果及分析
3.5 小结与工程建议
4 现场注浆方式比选和工艺优化
4.1 注浆方式比选试验设计
4.2 现场注浆方式比选试验
4.3 经济可行性分析
4.4 深部大断面硐室分阶段控制方法
5 现场应用情况和效果
5.1 现场支护设计和监测方案
5.2 收敛变形监测结果
6 结论
引用格式

王琦,张皓杰,江贝,黄玉兵,张朋,许硕,刘博宏.深部大断面硐室破坏机制与锚注控制方法研究[J].采矿与安全工程学报,2020,37(06):1094-1103.
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