断层附近软岩巷道围岩破坏机理及控制研究

谢小平^1,2，吴刚¹，尉瑞¹，刘晓宁¹

1. 中国矿业大学深部煤炭资源开采教育部重点实验室2. 六盘水师范学院矿业与土木工程学院

摘 要：基于某煤矿断层附近软岩巷道围岩变形破坏严重的问题,采用试验测试、理论分析和数值模拟相结合的方法,分析了原回采巷道支护方案及其效果,研究了该煤矿断层附近巷道围岩破碎区范围、构造应力规律及泥岩风化和水理共同作用的崩解软化特征,研究了断层附近软岩巷道围岩变形控制对策,提出了"锚带网喷+中空注浆锚索"联合支护技术方案。根据现场2408工作面回风巷的实际条件,通过钻孔录像对新开掘巷道围岩内部进行观察得出:巷道围岩1～3 m较为破碎,4～5 m破碎程度较小,但是也存在一定得裂隙,矿井断层带附近软岩巷道围岩控制应充分考虑对破碎区围岩的加固;通过地应力测量结果可知:该煤矿井下断层构造应力以水平应力为主,即矿井巷道围岩控制应充分考虑水平应力的影响;数值模拟分析结果显示巷道采用原有支护方案时,巷道左帮、右帮、顶板、底板最大变形量分别为-109、-160、-133、-112 mm,巷道采用优化支护方案时,巷道左帮、右帮、顶板、底板最大巷道变形量分别为-66、-65、-49、-86 mm,即巷道采用优化支护技术方案后,围岩变形量明显降低,进而确定了回采巷道优化联合支护的技术参数。2408回风巷掘进40 d后,巷道围岩逐渐趋于稳定,两帮移近量和顶板下沉量均小于50 mm,相对于采用原支护方案围岩变形量降低50%以上,巷道围岩变形得到有效控制。

关键词：断层;地应力测量;巷道支护;注浆锚索;矿压观测;