文摘

煤矿水的存在对软岩的不稳定性有重要影响巷道在采矿工程。考虑到矿井水的影响,一个案例研究在软岩石巷道的断裂机理和控制技术进行。结果表明,随着含水率的增加,泥岩非线性的单轴抗压强度降低,而抗拉强度、杨氏模量、凝聚力、摩擦角倾向于一个线性减少约。同时,随着削弱系数的增加,轴向力的安克雷奇的身体逐渐增加,而最大剪应力逐渐减少。随着含水率的增加,故障区域进一步传播到深部围岩,导致一个更大的巷道周围应力松弛,尤其是在屋顶和地板上。最后,提出了巷道的支护技术,然后支持原则,设计过程和参数也详细分析了。现场监测数据显示,支持技术能有效控制围岩变形和维护巷道的长期稳定。

1。介绍

煤炭资源能源结构中发挥重要作用,占中国总资源的70%以上。随着煤炭开采强度和浅层煤炭资源的枯竭,煤炭开采深度逐渐增加的速度每年10米至25米(1]。高温的影响下,hyperosmosis高地应力和动态压力扰动,岩体内部裂隙的发展和扩大,最终导致巷道的变形(2,3]。因此,深埋巷道围岩的破坏机理是更复杂的比浅的道路,特别是在软岩。工程数据表明,深部软岩公路约占总数的-30% 28%的道路,然而,修复率高达70% (4,5]。此外,巷道的整体安全的维护成本非常昂贵。因此,研究软弱围岩巷道是国内外最紧迫的问题之一。

抓住软岩石巷道的失稳机理是至关重要的建立一个支持在地下工程方案。理论分析、数值模拟和工程实践上软岩石巷道的失稳机理研究了之前的研究。雪et al。6]分析了堆拱支承拱强度理论和应用这一理论到巷道支架的设计。王等人。7)声称,不合理的援助计划不能有效承担变形和放松压力,导致深埋巷道围岩的大变形。李等人。8]运用PFC二维模拟围压作用下岩石破坏模式在深部开采。Zhang et al。9)使用FLAC3 d研究石膏矿山采空区的影响下典型的不稳定的缺点。朱et al。10]探索的时间和空间演化压力通过FLAC煤层的地板3 d。考虑到高水平地应力巷道失稳的主要原因,马克et al。11和沈12)模拟模拟软岩石巷道的破坏机理。唐,唐13)模拟膨胀岩隧道的底板隆起过程在高湿度下通过RFPA模拟。Gonzalez-Nicieza et al。14)调查的影响深度和隧道的横截面上的径向位移convergence-confinement方法(CCM)。此外,抗压和抗剪强度低、关节和裂缝的发展有重要影响的软岩大变形巷道(15,16]。这些研究表明,软岩石巷道的破坏机理不仅与地质条件有关,原位应力状态和岩体参数也与巷道尺寸和截面形状密切相关。换句话说,软岩石巷道的破坏机理是复杂的,需要和一些特殊的支持方法在软巷道的不同特征(17,18]。

最近,研究软岩大变形的道路已经开展,并取得了一些成果(19- - - - - -21]。基于前面的研究和应用,总结了软岩石巷道的基本控制技术从以下四个方面:(1)积极支持方法主要用于提高剪切刚度和抗拉强度的浅层围岩巷道和抵制有害变形,如螺栓、电缆(2,22- - - - - -24]。(2)灵活的被动支撑结构可以有效地抵抗围岩的残余变形,如传统的槽钢、钢管混凝土、建筑拱门,和钢管约束混凝土支持(25- - - - - -28]。(3)灌浆加固可以提高浅层围岩的承载能力(16,29日- - - - - -31日]。(4)之间保留一定厚度的抗压层巷道表面和被动支撑结构有效地释放围岩的变形能量(4,32- - - - - -34]。由于软岩石巷道的地质条件的复杂性,在软岩隧道工程的大型和长期变形难以控制由一个支持方法。在工程实践中,结合支持计划已被证明是一个有效的解决方案支持的问题。

由于独特的地质条件,控制技术的软岩石巷道可能并不适用于不同的地下工程。摘要失效机理和控制技术进行了研究,有效地控制滴水的软岩大变形巷道。首先,泥岩参数的演变规律与综合讨论了含水率的实验室测试。其次,矿井水的影响在安克雷奇体的应力状态是研究通过引入削弱系数。第三,与含水率的变化,围岩的变形和塑性区发展过程与FLAC数值模拟进行了分析3 d。最后,提出了新的防水支持方法支持巷道。

2。工程性质的软巷道

2.1。工程设置

如图14号(a),摩尔庄园集团煤矿位于西北的新疆自治区,中国。的B1002 4号煤矿运输巷道挖掘在10 #煤层,总长度1200米,平均埋深320.66米。此外,皮带和铁路运输运输巷道中使用的函数,这是一个很大的部分运输巷道。的详细安排运输巷道图所示1(b)。

(一)
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图1
详细的运输巷道的布置。(一)煤矿摩尔庄园集团第四的位置。(b) B1002在4号煤矿运输巷道布局。

运输巷道的横截面是矩形,发掘在10 #煤层的宽度和高度5000毫米和3600毫米。运输巷道的围岩主要由泥岩和砂。泥岩是主要分布在表面的巷道围岩,软属性和固井效果差。平均距离巷道充填砂在屋顶和充填砂层5.0米和3.2米,和孔隙水富含孔隙水。图2显示了巷道的岩性列。此外,bolt-mesh-cable结合支持主要是采用主运输巷道的支持方法。两种使用螺栓和电缆:(1)2000毫米的预紧力30 kN;(2)5400毫米和60 kN的预紧力。的横截面和支持模式如图3。


图2
地层柱状图和岩性特征。

图3
主要运输巷道的支持。
2.2。矿物成分分析

泥岩的平均矿物成分是通过x射线衍射光谱,如图4。可以看出,岩石标本包括丰富的矿物,如石英、高岭石、蒙脱石、伊利石和长石、方解石。粘土矿物成分高达74.5%,表明泥岩标本属于膨胀软岩。当遇到我的水,产生的膨胀力将泥岩,导致加速破坏巷道的稳定性。


图4
泥岩的矿物成分位于巷道的围岩表面。
2.3。软岩石巷道的变形特征

巷道开挖后,根据调查和监测资料的运输巷道在两个月内,巷道的变形和支持结构破坏特征总结如下:(1)大变形和高变形速度。围岩的大变形巷道开挖后出现两个月。屋顶的平均沉降、地面起伏和侧墙收敛是450毫米,420毫米和930毫米。在一些地区,累计变形一样大1.2 - -1.4倍与上面的结果相比,和最大侧墙收敛达到1400毫米,部分缩率达到65%。此外,由于泥岩泥粒灰岩孔隙水的影响,岩体的强度随时间逐渐减少,围岩的变形持续了很长一段时间,导致极其稳定性差。监测数据表明,围岩的变形速度是5毫米/ d-8 mm / d,这虽然有些上涨- mm / d(2)支撑结构的失败。由于不合理的支持方法,屋顶坍塌的现象,网状撕裂失败,和腐蚀螺栓的失败,以及围岩弱化,很容易发生影响下的高地应力和充填砂孔隙水。与矿井水的影响,腐蚀支撑结构的失败更严重(图5(一个)),螺栓(电缆)支持强度显著降低。接下来,挤压和交错位移出现在屋顶上,导致顶板沉降(图5 (b))。双方走向自由表面,然后金属网和梯形梁受到拉伸和剪切破坏(图5 (c))。最后,屋顶坍塌事故发生一起严重的弱界面屈服了侧墙(图5 (d))。提出的围岩大变形的特点(3)巷道变形的时间特征。被发掘后,巷道围岩的总是随时间变形比例高。变形持续时间持续了大约4个月

(一)
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图5
围岩的变形和支持结构破坏特征。(一)滴水支承结构的腐蚀;(b)屋顶塌陷;(c)网状撕裂和梯形梁失败;(d)屋顶倒塌。
2.4。含水率对岩体的影响

基于现场调查,矿井水围岩的大变形的主要原因(35]。因此,有必要研究矿井水的影响泥岩参数通过实验室测试,以获得运输巷道的失稳机制。在该测试中,水分含量调整到预定值的喷涂方法。抗拉( )和抗压强度( )进化法则与水分含量( )被显示在图6。看到的是抗压强度降低非线性随着水分含量的增加。如表所示1, 从1.43%增加到3.33% - -5.56% 分别下降13.45%,-68.42%。此外,抗拉强度和含水率之间的关系是线性近似。例如, 从1.43%增加到3.33%或从3.33%提高到5.56%, 分别减少了57.14%和83.33%。图7显示了含水率的影响在杨氏模量( ),凝聚力( ),和摩擦角( )泥岩。应该指出的是,杨氏模量可以确定以40% - -60%的应力-应变曲线的斜率。这是看到参数( , ,和 )随着含水率的增加线性减少。例如, 从2.42%增加到4.54%,杨氏模量降低了59.62%,凝聚力下降了37.5%,摩擦角减少了12%。因此,矿井水对泥岩参数衰减具有重要影响,矿井水的影响应考虑的方法优化围岩失稳机理和支持。泥岩的水分含量和力学参数之间的关系如下所示的方程。


图6
含水率对泥岩的抗压和抗拉强度。
表1
泥岩参数在不同湿度下的内容。

图7
含水率对参数的影响( , ,和 )泥岩。

3所示。支持在滴水的声音条件下力学特性的螺栓

根据实验室测试的结果2.4矿井水的存在降低了岩体力学性能有效地削弱了围岩的承载能力。由于螺栓支持可以有效地改变围岩的应力状态,提高锚固岩体的强度和稳定性,它已广泛应用于不同类型的软岩工程在中国(2,31日]。然而,矿井水不仅削弱了螺栓的身体,也削弱了锚固强度grout-bolt或grout-rock质量接口。因此,锚杆支护效果大大降低,并增强围岩的不稳定风险。因此,有必要研究锚杆的应力演化过程在不同的水环境。

3.1。力学模型建立

灌浆锚杆的力学计算模型中钻出岩体图所示8。螺栓的外半径和灌浆是表示为 和 ,分别。总螺栓长度和锚固长度 和 ,分别。 最初是应用于锚杆预紧力,然后呢 是剪切应力沿锚固失败界面。应该注意的是,可能失败界面可能位于grout-bolt接口(1),(2)grout-rock质量接口,和(3)内部灌浆,如图8。由于相对较高的灌浆强度,grout-bolt接口和grout-rock质量接口被认为是可能的解耦的地方。因此,去耦半径是写如下:


图8
砂浆锚杆的力学计算模型中钻出岩体。

根据弹性理论,剪切应力和剪切位移之间的关系可以表示为下列方程(2]。 在哪里 代表界面剪切刚度的影响没有考虑矿井水;下标“ “代表” “grout-bolt接口和“ ”grout-rock质量接口,分别。 安克雷奇的身体之间的相对位移和围岩。

当岩石遇到矿井水,岩石被削弱的接口的机械性能。因此,削弱系数( )介绍了定义岩体的削弱程度,如以下所示的方程。 在哪里 被称为削弱系数和满足 。如果 ,岩体是不受滴水的声音。如果 ,然后岩体被水严重影响其锚定螺栓失去行动。 被水弱界面剪切刚度。然后,剪切应力在界面得到方程(4)方程(3)。

应该满足变形协调条件的安克雷奇的身体和围岩。图9显示了microunit锚固体的应力分析模型。因此,根据胡克定律,锚固体的相对位移之间的关系 和螺栓的预紧力 表示由以下方程(31日]。 在哪里 锚固体的等效弹性模量; 有效期为grout-bolt接口或失败的位置吗 在grout-rock质量接口故障位置。 和 的弹性模量是灌浆和螺栓,分别。


图9
Microunit锚固体的应力分析。

基于应力平衡条件的微量元素的身体,剪切应力之间的关系的安克雷奇的身体和预紧力沿着方向由下列方程表示。

通过积分方程(5)和(7)方程(6),方程(8)方法如下:

根据方程解(8),边界条件 和 ,安克雷奇的轴向力和剪切应力沿 方向的影响下的水得到如下:

3.2。参数分析

研究轴向力削弱的影响系数和剪切应力安克雷奇的身体在不同故障界面,不同削弱系数(0、0.2、0.4、0.6和0.8)。grout-bolt和螺栓的几何和力学参数如表所示2。

表2
grout-bolt和螺栓的几何和力学参数。

图10提出了不同削弱系数的影响的轴向力和剪切应力安克雷奇的身体。它表明,削弱系数具有非常重要的作用在轴向力和剪切应力分布安克雷奇的身体是否故障位置的grout-bolt接口或grout-rock质量接口。削弱系数的增加,轴向力的安克雷奇的身体逐渐增加锚固螺栓的初始点到最后在相同预紧力,而最大剪应力逐渐减少。此外,当削弱系数很小,剪切应力主要集中在安克雷奇初始点附近。与削弱系数的增加,剪切应力的分布变换从安克雷奇初始点的整个长度逐渐螺栓。上述分析表明,矿井水不仅影响围岩的锚杆的锚固作用也导致螺栓轴向应力再分配。

(一)
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(b)
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(c)
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(d)
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图10
轴向力和剪切应力演化规律,安克雷奇的身体在不同削弱系数。(一)轴向力(故障点grout-bolt接口);(b)轴向力(故障点grout-rock质量接口);(c)剪切应力(故障点grout-bolt接口);(d)剪切应力(故障点grout-rock质量接口)。

4所示。建立数值模拟模型

4.1。建立数值模拟模型

连续的三维快速拉格朗日分析(FLAC3 d)软件可以有效地模拟地下工程的进步失败和大变形问题的有限元分析和ANSYS软件。因此,FLAC3 d已被广泛应用于隧道开挖和支持设计、边坡或地基加固工程和采矿工程。从之前的分析在这项研究中,B1002摩尔庄园集团遇到的4号煤矿运输巷道软岩大变形问题的道路。因此,FLAC3 d选择软件的失效机理研究巷道在不同湿度下的内容。去除的影响边界对计算结果的影响,长度,宽度,和高度的仿真模型被设置为100,25米、50米,分别如图11。的模型规模运输巷道 ;左右边界和下边界受到位移约束,而顶部边界应力约束为10.5 MPa,由现场地应力测量测试。提高计算精度,运输巷道周围的网格加密。在这个模拟,首次进行了原位应力平衡,然后的总位移和塑性区围岩提取研究运输巷道的破坏过程考虑巷道开挖后不同水分含量的影响。


图11
数值计算模型。

岩体的力学参数在不同层次上很容易通过实验室测试。表2介绍了煤岩体的初始力学参数取自B1002运输巷道的地质报告。研究矿井水的影响在运输巷道的失稳机理与主支持和没有任何的支持,来自泥岩参数表1在不同湿度下的内容。此外,莫尔-库仑准则是用来模拟煤岩体的失败。根据工程实践,结合bolt-mesh-cable支持主要是采用主运输巷道的支持。螺栓和电缆的几何和力学参数如表所示3和4。

表3
煤炭和岩体力学参数。
表4
属性的主要支持在FLAC螺栓和有线电视3 d。
4.2。故障判据

由于岩体的抗拉强度远低于抗压强度,莫尔-库仑破坏准则选择实现张力的失败在这个数值模拟岩体。失败则可能代表了在平面上( )如图12,破坏包络线 定义从A点到B通过莫尔-库仑破坏函数 在哪里 是凝聚力; 内摩擦角, 。此外,从B点拉伸断裂函数可以表示如下: 在哪里 抗拉强度。


图12
Mohr-Coulomb故障判据在平面上( )对FLAC3 d。
4.3。滴水的泥岩巷道的破坏机理
4.3.1。位移分析

数据13和14显示的总位移映射围岩与主支持和不支持运输巷道开挖后在不同水分含量。看到的是严重的非均匀变形巷道围岩是由开挖引起的和独立的与主支持或不支持。侧墙的收敛变形明显大于顶板沉降,底鼓是最小的。例如,当含水率为4.54%,侧壁收敛,屋顶塌陷,和巷道底鼓的主要支持是669毫米,264毫米,237毫米,没有支持,633毫米,242毫米和235毫米。

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图13
总位移的地图道路不支持在不同水分含量。(一)2.42%;(b) 3.33%;(c) 4.54%;(d) 5.56%。
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图14
总位移与主要道路的地图支持在不同水分含量。(一)2.42%;(b) 3.33%;(c) 4.54%;(d) 5.56%。

另外,随着含水率的增加,巷道的围岩变形与主支持和不支持逐渐增加,如图15- - - - - -17。例如,随着含水率的增加从2.42%提高到4.54%,侧墙收敛,屋顶塌陷,底鼓发生和增加了22.53%,91.30%,和185.54%的道路没有支持和增加33.26%,112.28%,和209.21%的主要支持,分别。然而,当含水率达到4.54%,侧墙和屋顶的变形率开始急剧增加的道路没有支持,而地板上基本上保持不变。换句话说,矿井水对围岩的稳定性有很大的影响,尤其是在侧墙和屋顶变形。

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图15
沿着深度方向位移的道路没有支持在不同湿度下的内容。(一)顶板沉降;巷道底鼓发生(b);(c)侧壁收敛。
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图16
巷道的位移主要支持不同湿度下沿深度方向的内容。(一)顶板沉降;巷道底鼓发生(b);(c)侧壁收敛。
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图17
表面位移演变规律与不同的水分含量。(一)侧墙收敛;(b)屋顶塌陷;巷道底鼓发生(c)。

同时,与巷道没有支持相比,最大侧墙收敛,屋顶塌陷,和巷道的底鼓主要只支持减少13% - -14.94%,8.33% - -22.57%,-8.4%和0.84%,分别在含水率2.42% - -5.56%的范围。也表明有害变形围岩控制的主要支持,尤其是侧壁收敛在高含水率条件下,如图14。

4.3.2。裂缝和塑性变形区域的分析

先前的研究已经表明,工程事故矿井煤炭,如冒顶和墙屈服,塑性区的传播密切相关。因此,由开挖引起的塑性区扩展过程是紧急调查。数据18和19显示巷道的塑性区分布地图没有支持和主要的支持在不同湿度下的内容。是看到tension-shear结合故障主要发生在巷道的表面,和剪切破坏发生在深部围岩,道路与主是否支持或不支持。周围的塑性区围岩是一个十字架的形状。


图18
塑性区分布的道路没有支持在不同水分含量。(一)2.42%;(b) 3.33%;(c) 4.54%;(d) 5.56%。

图19
的巷道塑性区分布主要支持在不同水分含量。(一)2.42%;(b) 3.33%;(c) 4.54%;(d) 5.56%。

此外,随着水分含量的增加,塑性区范围的屋顶和地板显著增加,而侧墙略有变化。例如,随着含水率的增加从2.42%提高到5.56%,侧墙的范围仅增加0.4米的巷道没有支持和0.2主要的支持,但屋顶和地板增加2.4米和2.7米不支持或不支持3.0米和2.7米,分别如表所示5。换句话说,水分含量影响最大的屋顶和地板的塑性区范围,但对侧墙几乎没有影响。

表5
塑性区分布的道路没有支持和主要的支持。

如表所示5与巷道相比,没有支持,当含水率为5.56%,塑性区范围的巷道的主要支持4.5屋顶和侧墙只有减少4.4米和0.3米和0.4米,分别在5.4楼不变。它表明,主要的支持不能有效控制塑性区发展的,还有大量的剪切破坏道路,特别是在地板上。

4.3.3。故障机理分析

从上面的分析,在主要运输巷道的破坏机制支持可以概括如下:

高地应力、低威力煤、岩体。平均的运输巷道埋深320.66米与地应力较高(10.5 MPa)结合构造应力的影响。煤和泥岩的自然抗压强度在屋顶和地板,分别为16.4 MPa和3.24 MPa,属于典型的“三软”煤层巷道。巷道开挖后的应力再分配可能发生,然后,上覆岩层应力超过岩体的抗压强度,因此浅层围岩首先进入postfailure状态。塑料带从浅到室内传播随着时间的推移,最终导致大型岩体破碎带。

泥岩是严重减弱,加速围岩的变形。包砂层附近的屋顶和地板富含裂隙水,这很容易削弱了泥岩参数。然后,螺栓的锚固力和支持强度大幅下降与岩体参数的衰减。因此,围岩的有害变形加速走向自由的脸和减少运输巷道的失稳过程。

摘要素和不完整的支撑结构。初始预紧力的螺栓和电缆主要用于支持只有30 kN和60 kN。然而,他们不能提供足够的压应力,防止围岩浅的拉伸断裂。“bolt-mesh-cable”相结合的支持只是用于屋顶和侧墙;然后,整个部分支撑结构在运输巷道底鼓发生不能形成有效地抵制。

5。“整个部分的支持方法高Strength-Waterproofing钢筋技术(WSHSWRT)”

5.1。控制主

WSHSWRT的支持方式主要由整个部分高自负bolt-cable,防水增粘剂、喷射混凝土,在屋顶排水洞以及侧壁灌浆层。先前的研究已经表明,围压具有非常重要的作用在岩体残余强度(4]。残余强度与围压的增加逐渐增加。因此,整个section-high自负bolt-cable支持应该用于改善力学参数,减少围岩浅的拉伸断裂包括底鼓。此外,屋顶的电缆应固定和侧墙泥粒灰岩层,以便充分发挥围岩浅暂停行动。煤的强度远低于岩石的质量,这是大变形的主要原因。灌浆技术提高了粘结强度和破碎围岩残余承载力的有效且已广泛应用于隧道开挖工程(23]。因此,大变形和塑性变形区域的融合可以有效地控制煤层灌浆。一系列在屋顶排水洞是我安排的影响减少水浅围岩的力学性能。此外,封闭的高强度综合支撑结构形成的屋顶通过高强度喷射混凝土层,这提供了高阻控制顶板沉降,围岩是密封减少浅的风化泥岩。正如我们所知,矿井水的弱化效应对围岩和增粘剂是一种锚杆支护失败的主要原因。因此,应该使用防水结合剂以减少矿井水的影响。图20.显示了WSHSWRT支持的设计过程。


图20
WSHSWRT支持设计。
5.2。支持参数和方案

在上面的分析中,提出了WSHSWRT解决大变形的“三软”采矿巷道。支持技术分为以下几方面:整个部分bolt-cable高强度支撑结构(高强度bolt-cable-wire网),煤层灌浆加固,补充支持包括喷射混凝土和钻井在屋顶排水洞。运输巷道的开挖部分是长方形的宽5.0米,高3.6米。具体支持参数设计如下所示。

整个部分bolt-cable高强度的支持。十六岁 高强度螺栓安装在屋顶和双方的行间距和列间距 和 。三个 高强度螺栓安装在地板上的行间距和列间距 。螺栓安装在顶部和底部的双方在15°倾斜。9 高强度电报被安装在屋顶,双方,地板的行间距和列间距 , ,和 ,分别。沿纵向连接巷道采用两个屋顶钢筋梁电缆,而垂直连接双方电缆。电缆安装在顶部和底部的双方在60°倾斜。螺栓的设计安装与屋顶的钢带长4700毫米和3400毫米长双方以及钢丝网,网格的大小 。螺栓和电缆的极限锚固力是不少于120 kN和300 kN,分别。

防水增粘剂 对电缆和 螺栓应用于屋顶减少矿井水的影响。螺栓和电缆的特性如表所示6。

表6
螺栓和电缆的属性组合的支持。

煤层灌浆加固。六个 空心注浆锚是对称安装在双方的行间距和列间距 。顶部和底部的螺栓灌浆在60°倾斜。灌浆压力是保持在0.6 MPa。随着水泥灌浆环境保护的特点,经济,和良好的耐久性和化学浆液相比,水泥灌浆和灌浆材料选择。灌浆材料主要是由水泥、沙子、水减速器,和水的比例1:1:0.01:0.32。

喷射混凝土的强度和平均厚度在屋顶C30和40毫米,分别。排泄孔钻在屋顶的6000毫米5100毫米和列间距。混凝土联合支护方案如图21。

(一)
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图21
WSHSWRT运输巷道。(一)支持;(b)屋顶和侧的支持。
5.3。WSHSWRT工程应用

WSHSWRT是应用于B1002 4号煤矿运输巷道。五个部分的道路选择监控表面收敛,骨折,屋顶的分离状态获得的支持效果提出支持计划。五个监视点的布局图所示21 (b)。

5.3.1。变形监测

屋顶塌陷,底鼓,侧壁收敛在2 #和4 #监视点图所示22。监测结果表明,变形可以分为两个阶段。(1)加速变形阶段:表面变形明显增加监测时间47天内巷道开挖后,由于围岩变形能量的释放下支撑结构的影响。然而,形变率逐渐降低。(2)稳定变形阶段:开挖后的表面变形趋于稳定了47天。如表所示7屋顶,最终沉降,底鼓和侧壁收敛只有71毫米- 76毫米的范围内的平均应变率0.4毫米/ d, 55毫米- 61毫米和0.6毫米/ d的平均应变率,并与平均115毫米- 129毫米变形定量0.5毫米/ d,分别。从上面的分析,变形在允许的范围内,和新的支持方案可以有效地控制大型运输巷道的变形。

(一)
(一)
(b)
(b)
图22
在不同的监视点表面运输巷道的收敛性。(一)2 #监测点;(b) 4 #监视点。
表7
表面围岩收敛。
5.3.2。分离监控

评估内部支持顶板围岩的影响,屋顶的分离状态在不同高度的3 #监视点2.4米和6.0米被分离仪器和监控JL-IDOI (A)电子钻孔窥视仪,如图23。


图23
分离监控不同高度的屋顶。

从图23,看到两个监视点的最大分离值WSHSWRT以下只有1毫米的高度6.0米和8.0毫米的高度2.4米两巷道开挖后,分别。上述资料表明,巷道顶板的完整性是好的,不会有大规模的崩溃和冒顶事故。换句话说,WSHSWRT能有效控制屋顶床愿望和提供重要的维护长期稳定的屋顶。

6。结论

(1)滴水的巷道的表面变形明显,表现为大变形和时间属性在巷道开挖,由于低强度的支持结构和矿井水的影响。支撑结构的失败,如屋顶坍塌,钢丝网撕裂失败,和螺栓腐蚀故障,不仅相关支持结构不合理和力量也密切相关的削弱影响矿井水浅泥岩(2)随着水分含量的增加,抗压强度非线性下降,而抗拉强度、杨氏模量、凝聚力、摩擦角有一个近似的线性减少。因此,矿井水的影响应考虑在不稳定机制和支持方案设计(3)削弱系数的增加,轴向力的安克雷奇的身体逐渐增加锚固螺栓的初始点到最后,而最大剪切应力逐渐降低;当削弱系数很小,剪切应力主要集中在安克雷奇初始点附近,而剪切应力的分布逐渐转换的锚固螺栓的初始指向整个长度的增加,削弱系数。上述分析表明,矿井水不仅影响锚固螺栓的行动,但也会造成螺栓轴向力的再分配(4)WSHSWRT提出调整应力状态,提高围岩的支持力量。支持现场监测结果表明,该技术能有效地控制围岩的有害变形和维护巷道的长期稳定。此案为研究提供了重要参考失效机理和控制技术在滴水的声音软岩石巷道

数据可用性

使用的数据来支持本研究的结果包括在本文中。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

这项工作是由中国国家自然科学基金资助(51974295,U1803118, 51974296, 51704277)和中央大学的基础研究基金(2015 xkzd06)。