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受相邻硐室群影响弱胶结软岩巷道变形破坏机理及控制技术

发布时间:2021年03月05日 08:16点击:

一、成果名称:受相邻硐室群影响弱胶结软岩巷道变形破坏机理及控制技术

二、成果介绍:

我国西部矿区开采进入中深部后,弱胶结软岩巷道支护难题凸显,尤其是硐室群区域新掘巷道围岩变形破坏十分严重,造成巷道无法正常使用。针对这类巷道支护难题,首先从弱胶结软岩特性出发,研究受硐室群影响弱胶结软岩巷道变形破坏特征,探究巷道变形破坏的主控因素及作用机制,获取硐室群区域围岩应力增量梯度变化与破坏关系,提出受相邻硐室群影响弱胶结软岩巷道支护思路、支护模型及关键技术,并进行现场应用试验。

三、所属领域:煤矿巷道支护领域

四、技术创新点:

(1)在探讨弱胶结软岩特性及表征指标的基础上,研究获取了弱胶结软岩巷道非对称差异化变形破坏特征,从应力环境、煤岩条件及支护技术三方面揭示了巷道变形破坏机理,构建了巷道变形破坏影响因素评价指标体系,确定相邻硐室群工程为弱胶结软岩巷道变形破坏的主控因素。

(2)基于硐室群空间分布特征建立了硐室群开掘应力重分布模型,推导得到了硐室群区域围岩应力增量梯度变化规律,揭示了硐室群区域应力增量与巷道围岩变形破坏范围关系,为受相邻硐室群影响巷道支护设计提供了理论依据。

(3)提出了硐室群影响弱胶结软岩巷道的让变形+释压+限位态承载支护思路,探讨了巷道变形与支护强度的关系,建立了以 U 型钢为主体的让-释-限支护结构力学模型,形成了硐室群影响弱胶结软岩巷道的支护技术,实现了弱胶结软岩巷道的有效控制。

五、应用场景:

项目研究成果在红庆梁煤矿和高家梁煤矿等进行了应用实践,实现了受硐室群影响弱胶结巷道有效支护,有效避免了巷道复修等影响巷道正常使用,对国内相似工程地质条件矿井均有具有借鉴意义,尤其是西部弱胶结中-深部矿井巷道支护设计具有参考价值。

六、市场前景分析:

随着西部矿区开采深度的不断增大,西部弱胶结软岩巷道支护问题日益凸显,尤其是硐室群区域巷道支护难题更为突出。本项目研究成果将为解决此类巷道支护提供技术支持,同时为弱胶结软岩巷道支护提供参考,市场应用前景广阔

弱胶结围岩破坏受硐室群开掘影响机制

弱胶结软岩巷道复修支护效果图