深部煤矿巷道等强支护力学理论与技术

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.