超千米深井高应力巷道底鼓机理及锚固技术研究
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摘要
针对超千米深井高应力巷道围岩大变形、两帮非对称性变形及强烈底鼓等特征，以新汶矿华丰矿为工程背景，采用现场监测、实验室试验、理论分析、数值模拟和井下试验相结合的方法开展了研究。对超千米深井高应力巷道围岩进行了区域划分，建立了巷道围岩各分区的岩体结构力学模型，推导出各分区结构岩体变形的公式和破坏判据，得出超千米深井巷道围岩结构体各分区之间是一个相互作用的统一体，在支护顶帮的同时必须控制底鼓。超千米深井巷道以应力型底鼓为主，而且结构变形占绝大部分。提出全断面预应力锚注加固控制巷道围岩变形的方法，使巷道围岩整体成为一个强力的承载体；将树脂锚固剂成功应用于底板锚索的锚固，提高了底板锚索安装的速度，实现了预应力锚索与注浆的快速施工；研发了底板钻孔泵吸反循环钻具及施工工艺，解决了底板钻孔钻进过程中遇到的难题。将研究成果应用于井下，解决了超千米深井高应力巷道围岩控制的难题。
In accordance with the situation that characteristics of adjacent rock largedeformation, two-ribs asymmetry deformation and severe floor heave of roadwayswith depth of more than one kilometer and high stress, and in the engineeringbackground of Xin-wen Hua-feng coal mine, methods of field monitoring, laboratorytest, theoretical analysis, numerical simulation, and underground test are adopted toproceed systematically research. Adjacent rock of roadways with depth of more thanone kilometer and high stress is divided into several regions, rock mass structuremechanical models of each region are established, deforming formula anddestruction criteria of each region structure rock mass are deduced, and adjacent rockstructural rock mass each region is an interacting uniform body of roadways withdepth of more than one kilometer. When roof and ribs are supported, it must becontrolled to floor heave. Type of stress floor heave is mostly in roadways withdepth of more than one kilometer and high stress, and structural deformation accountfor vast majority, method of whole section prestressed anchor grouting reinforcementto control roadway deforming is put forward, and roadway adjacent as a whole to bea strong force supporting body is madden. Resin anchoring agent has beensuccessfully applied to backplane anchor cable anchorage, speed of floor anchorwire installation is increased, and rapid construction of pretensioned anchor wire andgrouping are realized. Floor drilling pump suction reverse circulation drilling tooland complete construct technology are developed, and problems in the process offloor anchoring-hole drilling are solved. The research results are applied in practice,and adjacent rock control problems of roadways with depth of more than onekilometer and high stress are solved.
In accordance with the situation that characteristics of adjacent rock largedeformation, two-ribs asymmetry deformation and severe floor heave of roadwayswith depth of more than one kilometer and high stress, and in the engineeringbackground of Xin-wen Hua-feng coal mine, methods of field monitoring, laboratorytest, theoretical analysis, numerical simulation, and underground test are adopted toproceed systematically research. Adjacent rock of roadways with depth of more thanone kilometer and high stress is divided into several regions, rock mass structuremechanical models of each region are established, deforming formula anddestruction criteria of each region structure rock mass are deduced, and adjacent rockstructural rock mass each region is an interacting uniform body of roadways withdepth of more than one kilometer. When roof and ribs are supported, it must becontrolled to floor heave. Type of stress floor heave is mostly in roadways withdepth of more than one kilometer and high stress, and structural deformation accountfor vast majority, method of whole section prestressed anchor grouting reinforcementto control roadway deforming is put forward, and roadway adjacent as a whole to bea strong force supporting body is madden. Resin anchoring agent has beensuccessfully applied to backplane anchor cable anchorage, speed of floor anchorwire installation is increased, and rapid construction of pretensioned anchor wire andgrouping are realized. Floor drilling pump suction reverse circulation drilling tooland complete construct technology are developed, and problems in the process offloor anchoring-hole drilling are solved. The research results are applied in practice,and adjacent rock control problems of roadways with depth of more than onekilometer and high stress are solved.
引文
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