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作者
左建平刘海雁徐丞谊文金浩刘德军朱凡马宗宇
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单位
中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室青岛理工大学土木工程学院
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摘要
本文分析总结了国内外煤矿巷道支护方式的发展历程.国外煤矿巷道支护方式经历了型钢被动支护到锚杆-索主动支护的转变;我国煤矿由于埋深不断加大,巷道地质环境复杂,支护方式整体经历了被动支护→主动支护→强主动支护→强被动支护的发展轨迹.基于国内外支护现状,特别是受钢管混凝土支架支护技术启发,提出了深部煤矿巷道等强支护力学理论,其核心为基于巷道轴比与地应力关系,通过“深层应力调控、浅层岩性改善和表层结构支护”三位一体支护技术体系对巷道开挖后形成的不规则应力场进行调控,使巷道围岩应力场恢复至与地应力场相匹配的等强状态.具体支护技术措施包括:开槽卸压或钻孔卸压将巷道围岩高应力区域转移至深部;纳米基注浆加固材料填充微小裂隙,打设锚杆-索提高巷道围岩内聚力与摩擦角,改善巷道围岩整体自承载性能;钢管混凝土支架或U型钢为巷道围岩提供足够表面支护阻力,控制巷道围岩变形.深部巷道等强支护技术已初步在深部典型矩形巷道、圆形巷道、直墙半圆拱形巷道中进行应用,并在山西潞安王庄煤矿、新元煤矿与晋能控股装备制造集团胡底煤矿等深部软岩动压巷道的大变形控制中取得良好应用效果,为深部煤矿巷道支护提供了新的支护理念及有效控制技术.
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关键词
深部巷道等强支护理论深层应力调控浅层岩性改善表层结构支护等强应力状态
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基金项目(Foundation)
国家杰出青年科学基金(52225404);北京卓越青年科学家联合资助项目(BJJWZYJH01201911413037);中央高校优秀青年团队资助项目(2023YQTD01);
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文章目录
1 国外煤矿巷道支护理论与技术
1.1 美国与澳大利亚煤矿巷道支护技术
1.2 俄罗斯煤矿巷道支护技术
1.3 欧洲及其他国家煤矿巷道支护技术
2 我国煤矿巷道支护理论与技术
2.1 我国煤矿巷道支护理论
2.2 我国煤矿巷道支护技术
2.2.1 巷道内部支护技术
1)普通锚杆(索)支护技术:
2)高预应力强力锚杆(索)支护技术:
3)高阻让压锚杆(索)支护技术:
4)锚索桁架支护技术:
5)注浆控制技术:
6)卸压控制技术:
2.2.2 巷道表面支护技术
1)砌碹支护技术:
2)金属支架支护技术:
3)钢管混凝土支架支护技术:
4)其他表面支护技术:
2.2.3 巷道复合支护技术
3 深部煤矿巷道等强支护力学理论
3.1 不同形状巷道应力场分布
3.2 深部煤矿巷道等强支护理念
4 深部煤矿巷道等强支护技术
4.1 三位一体等强支护技术体系
4.2 深层应力调控技术
4.3 浅层岩性改善技术
4.4 表层结构支护技术
5 典型等强支护技术工程案例
5.1 矩形巷道等强控制技术
5.2 圆形巷道等强控制技术
5.3 直墙半圆拱形巷道等强控制技术
6 结 论
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引用格式
左建平,刘海雁,徐丞谊等.深部煤矿巷道等强支护力学理论与技术[J].中国矿业大学学报,2023,52(04):625-647.DOI:10.13247/j.cnki.jcumt.20230214.
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