深部巷道破碎围岩锚注机制及控制技术研究  

Study on bolt grouting mechanism and control technology of broken surrounding rock in deep roadway

作　　者：潘锐 PAN Rui(Anhui Province Key Laboratory of Building Structure and Underground Engineering,Anhui Jianzhu University,Hefei,Anhui 230601,China;School of Civil Engineering,Anhui Jianzhu University,Hefei,Anhui 230601,China;Research Center of Geotechnical and Structural Engineering,Shandong University,Jinan,Shandong 250061,China)

机构地区：[1]安徽建筑大学建筑结构与地下工程安徽省重点实验室,安徽合肥230601 [2]安徽建筑大学土木工程学院,安徽合肥230601 [3]山东大学岩土与结构工程研究中心,山东济南250061

出　　处：《岩石力学与工程学报》2021年第4期864-864,共1页Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51904006,51927807);山东省重大科技专项(2019SDZY04)。

摘　　要：深部巷道实际返修率高达90%以上,尤其软弱破碎围岩巷道控制一直是困扰煤矿安全、高效生产的重大难题之一,在诸如构造应力、强采动影响、断层破碎带等因素影响下,巷道围岩破碎程度高,出现大变形、大松动圈,造成支护失效、冒顶、剧烈底鼓、严重片帮等变形破坏现象,增加了巷道的返修强度与次数,费用远超成巷费用。锚注支护可以从原位上提高围岩自承能力,改善支护构件锚固性能,有效控制围岩变形,越来越多的被深部巷道支护所采用。但是目前锚注支护多以工程类比为主,虽然众多学者针对锚注支护开展大量的研究,但是对破碎岩体的锚注机制研究较少。因此,开展破碎岩体锚注试验及控制效果研究,明确破碎岩体锚注支护机制,可为深部巷道破碎围岩锚注支护设计提供指导,对煤矿安全高效运营具有重要意义,同时也可为交通隧道、水利水电等地下工程破碎岩体支护提供借鉴与参考。本文以巨野矿区千米深井—赵楼煤矿为工程背景,针对高应力、软弱岩层等条件下,开挖后岩体破碎,锚注后岩体的参数获取以及承载特性等研究明显欠缺等问题,以室内和现场试验为主,理论与数值分析为辅的手段,研究深部巷道破碎围岩锚注机制以及控制方法,主要研究工作及成果如下:(1)随钻参数与破碎围岩锚注体力学参数关系研究:研发多功能岩体数字钻探测试系统,由钻进系统、加载系统以及监测控制系统等组成,可施加最大扭矩400 N·m,最大转速为400 r/min,最大推进力50 k N。定义岩石单位切削能ηc,基于SVM建立数字钻探过程中钻进速率V、转速N、扭矩M、推进力F和岩石单位切削能ηc等5个物理参量与岩体UCS的定量关系。系统开展不同水灰比、岩体粒径影响下破碎围岩锚注体数字钻探试验,验证了基于SVM的随钻参数与UCS关系模型,结果表明水灰比对破碎岩体锚注后的�

关 键 词：采矿工程 深部巷道 破碎围岩 锚注机制 随钻测试 水灰比 岩体粒径 锚注体 承载特性 剪胀效应 抗剪能力 拉拔试验 间排距 控制技术 

分 类 号：TD353[矿业工程—矿井建设]