深井嵌套式变截面巷道交岔点稳定性控制研究

作者

武毅艺谢生荣张玉
单位

中国矿业大学（北京）能源与矿业学院北京市应急管理事务中心
摘要

深部矿井中，保持具有长服务年限的开拓巷道围岩稳定性十分重要，而井底车场中常存在两交岔点近距离连接使用的情形，在深部软岩环境下易出现大变形、支护失效等问题。以某煤矿嵌套式变截面巷道交岔点组围岩控制为工程背景，通过现场调研、地质勘查明晰了其具有3.9 m近距离嵌套式连接结构、变截面和大断面的属性及大范围穿层的特性，分析了在深部流变围岩下原支护方案失效的原因。为此进行精细化数值建模分析，得到主巷在三角岩柱侧的应力沿轴向存在“降低—叠加—恢复”的应力分区，两巷交叉角度越小，区域在轴向的距离越长，支承压力峰值及范围越大；变截面段随着截面的逐渐增大，围岩应力集中范围在横向与竖向均增大；塑性区在连接段发生多重叠加，宽度增加两倍以上，同时存在明显的穿层不连续状况，其范围在变截面巷道段及连接段急剧扩大。由此提出以中空注浆锚索为主的分段锚注强化控制方案，并经现场窥视与监测，加强支护有效保障了深井交岔点组围岩的稳定。
关键词

嵌套式变截面巷道交岔点穿层巷道精细化建模锚注支护
基金项目(Foundation)

国家自然科学基金(52074296)；
文章目录

1 工程概况
1.1 深井嵌套式巷道交岔点生产地质条件
1.2 深井嵌套式变截面巷道交岔点控制难点
(1) 近距离的嵌套式结构。
(2) 变截面、大断面的固有属性。
(3) 大范围穿层的特性。
(4) 深部围岩的强流变性。
1.3 原支护方案失效分析
2 深井嵌套式交岔点组围岩稳定性模拟分析
2.1 嵌套式变截面巷道交岔点精细化建模
2.2 嵌套式交岔点组围岩应力轴向分区特征
2.3 嵌套式交岔点组围岩应力竖向分布状态
2.4 嵌套式交岔点组三角岩柱支承压力研究
2.5 嵌套式交岔点组围岩塑性区多重叠加规律
3 深井嵌套式交岔点组围岩分段锚注强化控制技术
3.1 嵌套式交岔点组分段强化支护方案
3.2 支护预应力场分析
3.3 现场支护效果观测
4 结论
引用格式

武毅艺,谢生荣,张玉.深井嵌套式变截面巷道交岔点稳定性控制研究[J].矿业科学学报,2022,7(06):720-729.DOI:10.19606/j.cnki.jmst.2022.06.009.