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成果信息

本發(fā)明采用棚架支護(hù)、注漿膠結(jié)圍巖和錨桿錨固相結(jié)合方式，1)在支護(hù)時(shí)間上，首先采用可縮性棚架支撐掘巷后隨即破碎的圍巖。接著，對(duì)破碎圍巖部分進(jìn)行淺表注漿。最后，采用可延伸錨桿錨固膠結(jié)破碎圍巖與原始完整的圍巖。 2)在支護(hù)空間上，采用可縮性棚架支撐限制圍巖表面初期變形，同時(shí)圍巖表面采用防滲漏柔性層護(hù)表，防止淺表圍巖注漿漿液滲漏。圍巖淺部破碎圍巖采用注漿膠結(jié)，再往深部采用可延伸錨桿將淺部膠結(jié)破碎圍巖和原始完整圍巖錨固聯(lián)結(jié)。 3)在支護(hù)強(qiáng)度上，可縮性棚架支撐破碎部分圍巖的重力，使破碎范圍不發(fā)生快速擴(kuò)展。破碎圍巖注漿膠結(jié)后能夠形成膠結(jié)圍巖整體結(jié)構(gòu)，且強(qiáng)度能夠承載自身重力?？裳由戾^桿錨固強(qiáng)度根據(jù)圍巖變形速率確定，達(dá)到控制圍巖穩(wěn)態(tài)變形為目的。 4)在整體支護(hù)結(jié)構(gòu)上，三種支護(hù)形式施加后，錨桿上的軸力與棚架支撐阻力協(xié)同一致，注漿膠結(jié)圍巖變形量與棚架可縮量以及錨桿延伸量協(xié)同一致；最終實(shí)現(xiàn)棚架支護(hù)、注漿膠結(jié)圍巖和錨桿錨固協(xié)同一體化進(jìn)行煤礦深部破碎圍巖控制。 這種整體式結(jié)構(gòu)在對(duì)巷道圍巖承載過(guò)程中，初期較高的支撐阻力來(lái)自于棚架支撐以及膠結(jié)-錨固后重組的破碎圍巖結(jié)構(gòu)體支撐，協(xié)同承載和變形能力則是由于破碎圍巖內(nèi)部自身的非連續(xù)性以及支撐結(jié)構(gòu)的可縮性和錨固結(jié)構(gòu)的可延伸性來(lái)實(shí)現(xiàn)。此外，由于破碎圍巖經(jīng)過(guò)一定的膠結(jié)和錨固，破碎圍巖能夠形成較大塊體(如錨固串形體)，在受壓收縮的過(guò)程中能夠互相咬合，能夠形成“類拱形”或者“組合巖梁型”的承載結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到控制破碎圍巖的支護(hù)目的。)

背景介紹

深部開(kāi)采是目前我國(guó)煤炭資源利用面臨的重要課題。在深部高應(yīng)力條件下，巷道開(kāi)挖卸荷后周邊圍巖迅速破碎，在工作面回采擾動(dòng)影響下，巷道圍巖破碎區(qū)不斷擴(kuò)張，形成大范圍破碎區(qū)。如果沒(méi)有采取有效的控制措施，極易造成深部巷道大變形失穩(wěn)破壞。目前的工程實(shí)踐表明，現(xiàn)有的支護(hù)理論與技術(shù)已不能適用于深部巷道大范圍破碎圍巖的控制，具體為：在主動(dòng)支護(hù)理論與支護(hù)結(jié)構(gòu)方面(即采用錨桿、錨索支護(hù))：其存在支護(hù)強(qiáng)度不夠、支護(hù)范圍過(guò)小以及支護(hù)結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)變形能力不足等問(wèn)題。由于上述問(wèn)題導(dǎo)致出現(xiàn)了大量的錨桿、錨索拉斷或錨桿、錨索隨破碎圍巖整體冒落的現(xiàn)象。另外現(xiàn)有的錨桿、錨索等主動(dòng)支護(hù)結(jié)構(gòu)的延伸率普遍難以適應(yīng)深部大范圍破碎圍巖的變形。在被動(dòng)支護(hù)理論與結(jié)構(gòu)方面(即采用棚架進(jìn)行支護(hù))：通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研和理論計(jì)算發(fā)現(xiàn)無(wú)論是剛性棚架還是可縮性棚架都難以與巨大的地應(yīng)力抗衡，由于地應(yīng)力的作用，使得深部破碎圍巖變形量大，且變形不均勻，最終造成棚架折損、扭曲和斷裂。整體上看，現(xiàn)有支護(hù)理論存在的主要問(wèn)題是不能夠充分調(diào)動(dòng)巷道深部和淺表圍巖的自承載能力，沒(méi)能形成支護(hù)-圍巖協(xié)同承載結(jié)構(gòu)，從而無(wú)法實(shí)現(xiàn)高應(yīng)力破碎圍巖的二次穩(wěn)定。)

應(yīng)用前景

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