泥质软岩巷道锚注加固技术研究与应用

摘要

随着我国煤矿开采规模和强度的不断加大，开采深度不断加深，不可避免地面临越来越多的软岩巷道支护问题，尤其是侏罗系地层泥质岩类巷道普遍存在岩性软、遇水易崩解、巷道变形破坏较严重的问题。长期以来，许多国内外专家学者对煤矿泥质软岩巷道变形破坏机理和围岩控制技术作了大量的研究工作，提出了许多软岩巷道稳定性控制的实用技术。但由于巷道地质环境和应力环境的复杂性，有必要继续开展泥质围岩巷道变形破坏机理以及巷道维修加固的研究工作。锚注支护技术已广泛地应用于煤矿巷道等地下工程领域，特别是在软岩巷道支护方面取得了良好的效果，亦积累了丰富的经验。由于泥质围岩具有遇水易膨胀、崩解的特点，注水泥浆液对高泥质围岩巷道的加固效果较差，甚至会加剧巷道破坏。
　　本论文综合运用理论分析、数值模拟和现场试验等方法对泥质软岩巷道锚注加固技术进行研究。首先，根据现有的软岩巷道支护理论，针对目前软岩巷道支护技术研究现状及存在的问题进行探讨;其次，对泥质围岩巷道锚注加固机理进行研究，提出了采用新型“高泥质围岩专用注浆材料”对巷道进行锚注加固;再次，以燕家河煤矿轨道下山为数值计算模型，运用FLAC3D软件对巷道在注水泥浆液和“高泥质围岩专用注浆材料”等不同支护条件下的围岩变形、应力分布等进行模拟分析，结合现场实测数据，证实了使用新型注浆材料进行巷道注浆加固可以有效地减小围岩变形;最后，论文以燕家河煤矿轨道下山锚注加固为工程背景，在对巷道变形破坏的特征和原因分析的基础上，综合介绍了锚注支护工艺。
　　实践表明，锚注支护对于软岩巷道的加固，特别是泥质岩类巷道的加固效果显著。采用“高泥质围岩专用注浆材料”进行泥质围岩巷道的注浆加固和维修，能够与泥质围岩胶结为一个整体，其加固后围岩的整体强度高，稳定性好，尤其是在采用高强高预紧力锚网索支护的基础上进行巷道围岩整体的高压注浆加固技术，对于保持巷道的长期稳定具有良好的效果。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题的提出及研究意义

1．2 国内外研究现状

1．3 课题的研究内容和方法

2 泥质软岩巷道变形破坏机理及其支护技术研究

2．1 软岩的定义及其分类

2．2 泥质软岩巷道围岩变形特征

2．3 泥质软岩巷道变形机理

2．4 泥质软岩巷道支护技术

2．5 本章小结

3 泥质围岩巷道锚注加固机理及注浆材料选择

3．1 泥质软岩巷道锚注支护机理分析

3．2 注浆加固机理分析

3．3 泥质围岩注浆材料选择

3．4 泥质围岩注浆材料力学性能

3．5 本章小结

4 泥质软岩巷道锚注支护方案数值模拟研究

4．1 FLAC3D程序及其特点

4．2 数值计算模型的建立

4．3 各支护方案数值计算结果分析

4．4 本章小结

5 工程实践与应用

5．1 工程概况

5．2 巷道破坏特征及原因分析

5．3 巷道锚注加固方案设计

5．4 锚注支护工艺及加固效果分析

5．5 泥质围岩巷道支护建议

5．6 本章小结

6 主要结论

致谢

参考文献

一、硕士期间发表论文情况

二、主要参加的科研项目