麻家梁矿装载硐室泥质围岩力学特性与加固技术研究.pdf

分类号分类号 学校代码学校代码 UDCUDC 密密 级级 硕士学位论文硕士学位论文 麻家梁矿装载硐室泥质围岩力学特性麻家梁矿装载硐室泥质围岩力学特性 与加固技术研究与加固技术研究 Research on Supporting Technology and Mechanical Characteristics with Argillaceous Surrounding Rock of Skip Loading Pocket in Ma jia-liang Coal Mine 研研 究究 生生 郝熠熠郝熠熠 导导 师师 李方政李方政 研究员研究员 周周 立立 研究员研究员 学科专业学科专业 岩土工程岩土工程 研究方向研究方向地下特殊施工技术地下特殊施工技术注浆法注浆法 培养单位培养单位 煤科总院建井研究分院煤科总院建井研究分院 煤炭科学研究总院 2014 年 4 月 煤炭科学研究总院硕士学位论文 I 摘摘 要要 山西省朔南矿区深部煤炭资源开采过程中有相当多的巷道及硐室分布在泥质围 岩中，而泥质围岩遇水极易膨胀软化破碎，给深埋于泥质围岩中的大断面硐室支护 带来较大困难，本论文以麻家梁矿主井箕斗装载硐室加固工程为背景，综合采用室 内实验、理论分析、数值模拟和现场实测等研究手段，就装载硐室泥质围岩扰动前 后力学特性、破坏机理及加固技术、硐室围岩稳定性的影响因素进行了深入研究。 主要研究成果如下 首先通过岩石力学实验、泥岩水化试验、峰后围岩注浆加固试验，获取泥质围 岩扰动前后围岩力学特性，研究表明①泥质围岩单轴抗压强度为 14MPa，软化系 数为 0.20.6，抗剪强度小于 3.4MPa，抗拉强度为 0.51.0MPa，属软岩。②泥岩遇 水后易发生崩解破碎，随时间延长，破碎程度逐渐提高，强度逐渐降低，水化 3 天 后强度就下降 75％。③峰后注浆残余强度均提高，泥岩、砂质泥岩峰后水泥浆加固 后残余强度分别提高至原来的 1.3 倍和 1.4 倍，化学浆加固后分别提高至原来的 3.3 倍和 3.5 倍。在试验数据基础上，应用广义 Hoek-Brown 强度准则，估算出扰动前后 围岩的单轴抗压强度、变形模量、粘聚力、内摩擦角等物理力学参数，为数值计算 提供依据。基于围岩力学特性及破坏机理分析，提出了“围岩预应力锚索支护、壁 后破碎带化学注浆，结构钢筋混凝土补强”联合加固方案，对加固参数进行理论设 计，并得到数值模拟初步验证。通过麻家梁矿的加固实践和工程监测可知，锚索受 力为 76.9～131.7kN，周边位移为-1～1mm。加固后围岩与结构的整体承载能力提高， 有效地控制了围岩的继续变形，说明本文的分析方法和加固技术可行。最后，基于 以上数值分析方法，对硐室稳定性影响因素如岩层特性、地下水、硐室结构形式及 永久支护强度等进行研究，得出岩层特性、地下水是影响泥质围岩稳定的主要因素， 而永久支护强度对装载硐室稳定性影响较小。 关键词泥质围岩 装载硐室 破坏原因 加固技术 数值模拟 煤炭科学研究总院硕士学位论文 II ABSTRACT In the process of deep coal mining in Shuonan Mine of Shanxi Province, there are a considerable number of roadway and chambers distributed in argillaceous sorruonding rock, and the argillaceous sorruonding rock expansion easily in fluence of water, to buried deep argillaceous sorruonding rock the supporting large section chamber bring greater difficulties. This paper based on repairing skip loading pocket of Ma jia-liang Coal Mine as the project background , using a combination of laboratory experiments , theoretical analysis, numerical simulation and field measurement and other research tools ,to mechanical properties before and after the disturbance of surrounding rock and failure mechanism and supporting technology for further research. Argillaceous rock mechanical characteristics of surrounding rock before and after the disturbance were obtained by rock mechanics experiment, hale hydration test, and the peak of surrounding rock after grouting reinforcement test.the results as follows①argillaceous sorruonding rock strength of 14MPa, softening coefficient of 0.2 to 0.6 , the shear strength is less than 3.4MPa, a tensile strength of 0.5 to 1.0MPa, is a soft rock . ②the argillaceous sorruonding rock expansion easily in fluence of water, with the extension of time, broken degree increasing, strength gradually reduce, hydration intensity fell by 75 in 3 days ③peak residual strength were improved after grouting, mudstone arenaceous mud slurry after one residual strength after reinforcement increased by 1.3 times and 1.3 times respectively, chemical pulp after reinforcement increased by 3.3 times and 3.3 times respectively. Based on the test data, and generalized Hoek-Brown strength criterion was used to estimate the physical and mechanical parameters before and after the disturbance ,which is rock uniaxial compressive strength, modulus of deation, cohesion, internal friction angle, etc., provide the basis for the numerical calculation. “The surrounding rock wall fracture zone after chemical grouting, prestressed anchor cable structure of reinforced concrete reinforcement” joint reinforcement scheme was put forward, design of reinforcement parameters theory, get a preliminary validation by numerical simulation. By the project of repairing skip loading pocket of Ma jia-liang Coal Mine and engineering monitoring shows that anchor force of 76.9 131.7kN, peripheral displacement of -1 1mm. After the overall carrying capacity of rock reinforcement and structural improvement, effective control of the surrounding rock continued deation,the analysis and reinforcement techniques described in this paper was proved to be feasible. Finally, based on the above numerical analysis , the impact of 煤炭科学研究总院硕士学位论文 III factors such as the stability of chamber rock characteristics, ground water, in the of chamber permanent support structure and intensity of research, the characteristics of surrounding rock , ground water is the main reason influencing the stability of surrounding rock while the strength of the permanent loading chamber stability was less affected. Keywords argillaceous sorruonding rock; skip loading pocket; failure mechanism; numerical simulation; supporting technology 煤炭科学研究总院硕士学位论文 I 目目 录录 1. 绪论................................................................ 1 1.1 课题背景及研究意义 .............................................. 1 1.2 国内外研究现状 .................................................. 2 1.2.1 扰动前泥质围岩力学特性研究................................. 2 1.2.2 扰动后泥质围岩力学特性研究................................. 4 1.2.3 装载硐室支护与加固技术研究................................. 6 1.3 存在的主要问题 .................................................. 7 1.4 本文研究的主要内容、方法和技术路线 .............................. 7 1.4.1 研究的主要内容............................................. 7 1.4.2 研究的主要方法............................................. 7 1.4.3 研究的主要技术路线......................................... 8 2. 泥质围岩扰动前后力学特性试验研究与参数估计.......................... 9 2.1 泥质围岩扰动前力学特性分析 ...................................... 9 2.2 泥质围岩扰动后力学特性分析 ..................................... 11 2.2.1 泥质围岩水化作用试验分析.................................. 11 2.2.2 泥质围岩峰后注浆加固效果试验分析.......................... 16 2.3 扰动前后围岩力学参数的估计 ..................................... 21 2.4 小结 ........................................................... 26 3. 装载硐室围岩失稳机理及加固技术研究................................. 28 3.1 工程概况 ....................................................... 28 3.1.1 水文地质概况.............................................. 28 3.1.2 装载硐室原支护设计........................................ 29 3.1.3 装载硐室破坏特征.......................................... 32 3.2 装载硐室围岩失稳原因分析 ....................................... 33 3.2.1 工程地质条件差............................................ 33 3.2.2 地下水对泥岩软化作用比较大................................ 34 3.2.3 装载硐室断面尺寸大结构复杂................................ 35 3.2.4 现有结构强度难以抵抗围岩应力.............................. 35 3.2.5 主应力方向................................................ 35 煤炭科学研究总院硕士学位论文 II 3.3 装载硐室加固机理及方案的确定 ................................... 36 3.3.1 装载硐室加固机理.......................................... 36 3.3.2 装载硐室加固方案参数的确定................................ 36 3.3 3 加固方案.................................................. 44 3.3.4 加固效果的数值分析........................................ 48 3.4 小结 ........................................................... 52 4. 工程施工工艺及监测效果分析......................................... 53 4.1 工程施工工艺 ................................................... 53 4.1.1 施工工艺.................................................. 53 4.1.2 主要施工工序及质量控制.................................... 54 4.2 监测效果分析 ................................................... 55 4.2.1 监测目的.................................................. 55 4.2.2 监测内容与方法............................................ 55 4.2.3 监测主要设备.............................................. 56 4.2.4 监测结果分析.............................................. 57 4.3 小结 ........................................................... 59 5. 装载硐室稳定性影响因素数值分析..................................... 60 5.1 围岩的物理力学特性影响的数值分析 ............................... 60 5.2 地下水影响的数值分析 ........................................... 64 5.3 断面结构形式影响的数值分析 ..................................... 67 5.4 永久支护结构强度影响的数值分析 ................................. 69 5.5 小结 ........................................................... 71 6. 结论与展望......................................................... 73 6.1 结论 ........................................................... 73 6.2 主要创新点 ..................................................... 74 6.3 展望 ........................................................... 74 参考文献............................................................. 75 致 谢................................................................. 82 个人简介............................................................... 83 煤炭科学研究总院硕士学位论文 1 1. 绪论 1.1 课题背景及研究意义 煤炭是我国主要能源。2012 年，在我国一次能源生产和消费结构中，煤炭的比 重为 66.4％，2012年原煤产量达 35.2 亿 t，预测 2015年、2020年煤炭需求量将分别 达 37亿-39亿和 39 亿-44 亿 t。煤炭工业是重要基础工业关系到我国经济的命脉，支 撑着国民经济快速健康的发展[1-2]。 我国是煤炭工业大国，其中煤炭资源占我国能源储量的 92％。目前已探明的煤 炭资源总量约为 50592 亿 t，约占世界总量的 11.1％[3]，而埋深在 1000 米以下的储 量约为 29500亿 t，占煤炭资源总量的 53％，大于 600m 的约占 78％[4]。每年巷道掘 进长度约为 6000km，其中深部软岩巷道约占年掘进总量的 30％左右[5]，而软岩巷道 修复率高达 70％以上[6]。随着现代大型采煤机械化技术的提高，浅部易开采的煤炭 资源已经日益枯竭，不得不向深部煤炭资源转移，从南到北随着第三纪褐煤田的不 断开采，使得地下相当多的一部分的巷道及硐室分布置在泥质围岩当中，泥质围岩 不仅有软岩的基本特征而且遇水极易膨胀破碎，往往使得常规的煤矿支护结构功能 出现减弱或者失效，给深埋于泥质围岩中的大断面复杂结构硐室支护及加固带来巨 大的困难，因此研究泥质围岩大断面复杂结构硐室支护技术具有重大的工程意义。 装载硐室是煤矿的咽喉，装载硐室的稳定性直接影响着整个煤矿的生产运营。 随着采煤机械化程度的不断提高，新建煤矿年产量的也在不断提升，相配套的新建 立井煤矿箕斗装载硐室的设计规模也在变大，从而施工与支护难度也在增加，特别 是对位于深部含水较大赋存于泥质围岩当中的大断面复杂结构的装载硐室支护和加 固变得更加困难。 锚注加固技术是最近几年大规模推广的一种新型加固技术，对于修复破损软岩 硐室效果比较明显。锚固加固技术具有机械化程度高、劳动力强度低、见效快点等 特点。目前“围岩预应力锚索支护、壁后破碎带化学注浆，结构钢筋混凝土补强” 新型锚注加固技术还没有成功运用于深部含水较大赋存于泥质围岩当中的大断面复 杂结构的硐室加固实例。 朔南矿区是我国“十二五”规划中重点建设大型煤炭基地之一，其中包括麻家 梁煤矿、北辛窑煤矿、梵王寺煤矿、等多座千万吨级矿井。大同煤矿集团麻家梁煤 矿为年产量 12Mt 大型矿井，其主立井箕斗装载硐室为目前亚洲最大的箕斗装载硐 煤炭科学研究总院硕士学位论文 2 室，双向通过式结构，断面大，净长 17.1m 净宽 10.6m，段高为 41m，主体断面为 矩形，东成西反向对称结构。原支护结构采用“锚网喷C30 单层钢筋混凝土结构” 支护，施工数月后主体硐室二、三平台、带式输送机巷及液压硐室周围出现大面积 破坏，严重影响了箕斗装载硐室的正常运行。为了尽快恢复煤矿的正常运营，合理 选择加固方式控制围岩的继续变形，是实现快速施工面临的主要问题。 在以往对于修复破损严重的箕斗装载硐室中，为了快速达到箕斗装载硐室的稳 定性，基本是单纯的依靠增加锚杆、锚索的数量或者提高锚杆、锚索的预紧力等， 没有预先考虑影响围岩变形的具体原因进而对症处理，也未从围岩自身的特点着手 充分发挥围岩自身承载能力和加固结构的联合作用，这样不仅加大了修复成本，而 且修复效果也不十分明显。本论文麻家梁箕斗装载硐室加固工程背景，从具体分析 影响泥质围岩装载硐室破坏原因出发，充分利用围岩与加固结构的共同作用，从理 论的角度研究大孔径全长注浆锚索技术参数的设计，在实验室试验和模拟实验中研 究泥质围岩扰动前后物理力学特性的改变，并采用 FLAC3D 数值模拟验证对赋存于 泥质围岩中的大断面装载硐室加固方案的可靠性和数值分析影响岩层特性、地下水、 硐室断面结构形式及永久支护结构强度对的装载硐室稳定性的具体影响，为以后类 似加固工程提供参考，因此本论文具有一定研究价值。 1.2 国内外研究现状 近十几年来，随着泥质围岩广泛在我国西部地区煤矿地下工程中出现，泥质围 岩的支护与加固技术及其基础理论研究工作也越来越受到岩土工程界及煤炭学术界 的重视。泥质围岩一般强度低，具有软岩的基本特征，目前国内对于软岩的支护及 其软岩控制理论已经取得不少的成果，但是大部分研究工作都主要集中在高应力软 岩和破碎软岩的研究当中，真正考虑到泥质围岩遇水软化作用以及工程注浆加固后 对破碎泥质围岩残余强度的影响很少，尤其在大断面复杂结构的泥质围岩装载硐室 的研究就更少。下面就目前已有的对泥质围岩扰动前后力学特性及装载硐室支护与 加固技术的国内外相关研究进行介绍，介绍的内容包括扰动前泥质围岩工程力学 特；扰动后泥质围岩与地下水的相互作用和破裂带注浆加固效果研究；装载硐室支 护与加固技术。 1.2.1 扰动前泥质围岩力学特性研究 泥质围岩的力学特性主要包括抗压强度、抗拉强度、抗剪强度、弹性模量、内 煤炭科学研究总院硕士学位论文 3 摩擦角、内聚力、空隙特征及流变特征等，大量研究试验研究表明，泥质围岩抗拉 强度、抗剪强度、抗压强度均很小，具有软岩的特征[7]。目前，泥岩、砂质泥岩、 粉砂质泥岩是泥质围岩中出现最多的也是分布比较广泛的三种岩石，因此对于泥岩、 砂质泥岩和粉砂质泥岩物理力学特性、本构方程及流变特征研究的比较多。 （1）物理力学特性 国内外学者及工程技术人员对于泥质围岩的力学特性都做了大量实验室试验， 研究成果[8-13]表明泥岩的抗拉强度、抗剪强度、抗压强度很低，抗压一般在小于 20MPa；泥岩内部裂隙发育程度及连通性较差，是天然隔水层；在三轴压缩试验中， 泥岩破坏与侧压力有着直接的关系，侧压力大，破坏应力就大；泥岩的破坏应力和 弹性模量均与侧压力成线性关系；在固结不排水常规三轴试验中，膨胀性泥岩空隙 水压力变化，可分为三个阶段，开始增加较慢，然后较快，最后趋于平缓，整个空 隙压力变化与应力-应变关系相一致。 （2）本构方程 唐立强、谭英杰、郑贵[14]利用粘弹性理论建立了泥岩的一个本构方程，该方程 系统地揭示了含水率与泥岩力学特性的关系，即泥岩变形随着含水率的增加而变大， 原因是含水率的增大减小了泥岩的摩擦角。泥岩的本构方程如下 εijεij eε ij c1u E ζij− u E ζkkδij Bt 2 6 3a22 n1 2 ζ en−1sij a2ζkkδij 李男、徐辉、简文星[15]应用广义 Kelvin 模型和剪切试验得出砂质泥岩的剪切本 构方程，本构方程如下 t { η0 G0 η0 G1 1 − e− C1 n1t η0 G1 1 − e− C2 n2t 1 − D0eβγ 2−γ c 2 *η0 G0 η0 G0 1 − e− C1 n1t η0 G2 1 − e− C2 n2t 于怀昌、李亚丽[16]应用弹塑性理论，建立了考虑粉砂质泥岩软化的模型，建立 了粉砂质泥岩的软化本构方程，该方程能够形象地分析粉砂质泥岩软化变形情况。 本构方程如下 [D]p [D]el ∂F ∂ζij ∂F ∂ζij T [D]el A ∂F ∂ζij ∂F ∂ζij T [D]el （3）流变特征 煤炭科学研究总院硕士学位论文 4 岩石流变特征是指岩石应力-应变关系与时间因素相关的性质。岩石的流变性包 括蠕变、应力松弛和弹性后效，目前对泥质围岩流变特性试验研究结果有 ①通过泥岩的蠕变试验[17]得出泥岩蠕变力学参数与施加应力耦合作用的损伤 规律，得出泥岩的损伤力学函数，公式如下所示 E E0− E∞exp[−ζ − ζ∞t/X] E∞ C C0− C∞exp[−ζ − ζ∞t/Y] C∞ θ θ0− θ∞exp[−ζ − ζ∞t/Z] θ∞ ②通过泥岩剪切流变试验[18]得出泥岩剪切流变分为两个阶段，即瞬时剪切流 变阶段和稳态剪切流变阶段；泥岩剪切流变速率与剪切应力和正应力有关，且泥岩 长期剪切强度比瞬时剪切强度低。 ③通过对粉砂质泥岩的常规三轴压缩流变试验[19]得出粉砂质泥岩在围压 37MPa 下，其长期强度为瞬时强度的 76.1％76.5％，长期粘聚力是瞬时粘聚力的 84.4％，长期模量为瞬时模量的 78.6％84.8％，长期内摩擦角是瞬时内摩擦角的 90％。 ④通过对粉砂质泥岩的应力松弛试验[20-21]得出粉砂质泥岩应力松弛可分为三个 阶段，即快速应力松弛阶段、减速应力松弛阶段和稳定应力松弛阶段；应力水平越高 达到应力松弛的程度就越大，相应的应力松弛的时间就越长；粉砂质泥岩应力松弛试 验中试件的径向应变不是恒定不变的，而是与粉砂质泥岩的应力-应变曲线相对应。 1.2.2 扰动后泥质围岩力学特性研究 （1）泥质围岩与地下水间相互作用 地下水的危害是煤矿建设工程中最大阻碍与威胁，地下水直接影响着煤矿建设 的工期和施工安全，有时甚至影响整个煤矿的生产运营。在煤矿支护与加固工程中 地下水主要是影响硐室及巷道围岩的稳定性，在泥质围岩地下水会与围岩相互作用， 使围岩物理力学特性降低。研究表明地下水与围岩的相互作用可分为三种，即物 理作用、化学作用和力学作用。 ①物理作用 地下水对泥质围岩的物理作用主要与泥质围岩矿物质组成和微观结构有关。刘 长武、陆士良、D Sutton、Carmen M、Alkan A 等[22-25]，研究认为泥岩崩解水化是泥 岩本身内部空隙和内部结构的宏观表现，泥质围岩通常含有高岭石、蒙脱石和伊利 石与蒙脱石的混层，这些矿物质具体亲水性强、颗粒小等特点，当泥质遇水之后， 煤炭科学研究总院硕士学位论文 5 水就会进入泥质内部空隙和裂隙当中，细小的岩石颗粒的吸附水膜厚度就会增大， 部分的泥质围岩胶结物就会溶解，致使泥岩颗粒崩解破碎。何满潮、周莉等[26]通过 泥岩吸水试验得出，泥岩的吸水性与泥岩内部空隙结构特性和空隙分布情况及连通 情况有关，直接决定了泥岩吸水的速率和吸水量，而泥岩的黏土矿物组成的种类和 数量直接影响着泥岩的吸水特征。 ②化学作用 地下水对泥岩的化学作用，主要表现地下水对泥质围岩结构面和岩体内部组成具 有很强的腐蚀作用，这种腐蚀作用能够降低岩体粘聚力和抗压强度 [27-29]。Julia Schneider、Tzong-Teng Lin、Daniel J Stanley和 Xiao-lan Huang[30-34]对泥岩的崩解后水中 物质的化学组成进行研究，认为泥质岩石中在水中崩解破碎首先是钠盐的迅速溶解， 然后硫酸盐和铝酸钙盐合物分解，致使泥质胶结物溶解，泥岩沿节理面分解破裂。S. M. Dennies、B. K. Atkinson[35]通过地震学角度分析得出，这种化学腐蚀作用能够使断裂 弱化，对断裂的应力分布及活动产生影响。同时 J.C.Parneix、J.C.Petit[36]通过大量实验 研究得出地下水地泥质围岩的腐蚀作用与水的温度有着直接的关系，水温度越高， 化学腐蚀程度就越大，则岩石的物理力学特性下降得就越明显。 ③力学作用 地下水对泥质围岩的力学作用，根据 C.Louis[37]研究，地下水对泥质围岩的作用 分为三种，分别是平行于节理面的动水压力、垂直于节理面的静水压力和渗透压力， 这三种力对泥质围岩结构的稳定性都是消极的，均减小了地下水对结构面的有效应力。 （2）破裂带注浆加固效果研究 破裂带是巷道围岩内存在一种普遍现象，对破裂带进行注浆加固是提高围岩强 度增加围岩与支护结构的共同作用的一种常规方法。目前对破裂带注浆效果的研究 结果主要有[38-40]采用不同水灰比的水泥浆液对峰后岩体进行注浆加固，注浆加固 后试件的残余强度均有所提高；在单轴压缩试验中峰后注浆岩体径向变形与纵向变 形趋于协调，基本成直线关系；注浆加固后岩体的弹性模量提高 70％，摩擦系数提 高 73％。王江峰、张海波等[41]采用超细水泥注浆材料对回撤巷道破碎带进行注浆加 固，发现超细水泥在岩体内凝固时间较短，加固后岩体的强度可达 9.6MPa，煤体间 的粘结强度可达 3.6MPa。汤米加、张农[42]利用岩石损伤力学得出注浆加固后岩体的 本构关系，其本构方程如下 煤炭科学研究总院硕士学位论文 6 ζ I − D SE0ε 1.2.3 装载硐室支护与加固技术研究 装载硐室支护与加固工程一直是立井开拓中最难施工的部分，由于其结构断面 复杂、断面比较大且常用多个硐室相连接，目前对于箕斗装载硐室最前沿的支护理 念为“以装载硐室为核心的主井硐室群施工”[43]理念，该理念以整体的思维去对装 载硐室进行支护，目前该理念以得到广泛应用。现将目前国内煤矿装载硐室支护与 加固技术介绍如下 （1） “锚网喷钢筋混凝土结构”支护 “锚网喷钢筋混凝土”支护中锚网喷作为临时支护，钢筋混凝土作为永久支护 结构，支护中锚杆能够深入残余应力圈，提高残余应力圈内的围岩强度，改善围岩 应力状态[44-48]。目前国内装载硐室采用该支护方式的有青东矿主立井箕斗装载硐 室、葛铺煤矿主立井箕斗装载硐室、顾北煤矿主立井箕斗装载硐室、潘一东主井箕 斗装载硐室、红庙煤矿主立井箕斗装载硐室等。 （2） “锚网喷锚索钢筋混凝土结构”支护 “锚网喷锚索钢筋混凝土结构”支护中锚索能够提高较大预紧力，增强围岩 支撑拱强度，提高围岩的整体稳定[49-56]。目前国内装载硐室采用该支护方式的有 梁北煤矿主立井箕斗装载硐室、顾桥煤矿主立井箕斗装载硐室、安居煤矿主立井箕 斗装载硐室、板集煤矿主立井箕斗装载硐室、丁集煤矿主立井箕斗装载硐室等。 （3） “锚网喷锚索工字钢梁/桁架钢筋混凝土结构”支护 “工字钢梁/桁架”主要用于地质条件差、结构断面较大的装载硐室顶板的支护， 其中工字钢梁主要用于平顶结构装载硐室[57-59]，目前国内装载硐室支护结构的煤矿 有柳海煤矿主井装载硐室、母杜柴登煤矿主井装载硐室、海孜煤矿等。 （4） “锚网喷锚索”支护 “锚网喷锚索”支护很少煤矿装载硐室支护中应用，一般用大巷和石门的支护， 在邢东煤矿主立井箕斗装载硐室支护中[60]，国内第一次采用“锚网喷锚索”支护代替 钢筋混凝土永久支护形式。 （5） “锚注”加固技术 主立井箕斗装载硐室往往由于地质条件差、硐室埋藏深构造应力大、断面结构 复杂等原因，导致箕斗装载混凝土墙壁出现严重变形，常采用“锚注”加固技术对 装载硐室进行修复[61]，祁南煤矿采用的是“注浆锚杆钢筋混凝土外墙”锚注加固 煤炭科学研究总院硕士学位论文 7 技术对破坏箕斗装载硐室进行修复，注浆锚杆选用直径为 22mm，长为 3m，间排距 为 1.3m 1.3m，钢筋混凝土外墙强度为 C30，厚度为 400。大淑村煤矿主井箕斗装载 硐室出现严重变形破坏时，使用聚氨酯化学浆液对破碎的围岩进行注浆加固[62]。 1.3 存在的主要问题 （1）在富水泥质围岩大断面装载硐室支护实践中，由于弹塑性区范围较大，常 规支护结构很难深入到稳定岩层中，同时很难为围岩提供较大的支护抗力；且泥质 围岩遇水易软化，使得常规支护结构功能失效甚至减弱。因此对于富水泥质围岩大 断面装载硐支护问题目前还没有较为可靠的解决方案。 （2）采用“围岩预应力锚索支护、壁后破碎带化学注浆，结构钢筋混凝土补强” 联合加固技术基本依靠经验进行设计，没有成套理论设计方法和较为科学的参