深部大断面交岔点破坏形式与控制对策.pdf

第 2 4 卷 第 3 期 2 0 0 7年 O 9月 采矿 与安 全工程 学报 J o u r n a l o f Mi n i n g＆ S a f e t y En g i n e e r i n g Vo 1 ． 24 NO． 3 S e p． 2 0 07 文章编号 1 6 7 3 3 3 6 3 2 0 0 7 0 3 - 0 2 8 3 - 0 5 深部大断面交岔点破坏形式与控制对策 王 晓义 ，何满潮 ，杨 生彬 1 ． 中国矿业大学 岩土工程研究所 ， 北京 1 0 0 0 8 3 ；2 ．中国地质 大学 工程技术学 院，北京 1 0 0 0 8 3 摘要 深部 大断面交岔点结构复杂、 施 工扰动次数 多， 支护难度一般 比较大， 尤其在牛鼻子部位 往 往 形成 尖角 ， 应 力 集 中程度 高． 通 过现 场调 查 交岔 点的 破 坏形 式 ， 总结 了交岔 点 不 同于 普通 岩 巷的三种破坏形式， 分析 了各 自的破坏机理， 并对其支护对策进行初 步探讨， 认 为对牛鼻 子截 面 应限制其最小厚度 、 对交岔点的大断面区域应限制其最大断面尺寸， 并且牛鼻子局部 的支护不同 于一般 软岩 巷道 ， 应采 用“ 强 支硬顶 ” 的支护 思想． 试验 方 案应 用于 工程 实例 ， 取得 良好 的 支护 效 果 ． 关键词 深部 ；软岩 ；交岔 点 ； 应 力集 中；锚 网支护 中 图分 类号 TD 3 5 3 文 献标识 码 A Fa i l u r e M o d e o f De e p La r g e S e c t i o n I n t e r s e c t i n g La n e wa y a n d I t s Co u n t e r m e a s u r e s W ANG Xi a o - yi ，HE M a n - c ha o ，YANG She ng - b i n 。 1 ．S c h o o l o f Me c h a n i c s ，Ar c h i t e c t u r e＆ ci v i l En g i n e e rin g ，Ch i n a Un i v e r s i t y o f Mi n i ng ＆ T ech n o l o g y ，B e ij i n g 1 0 0 0 8 3 ，Ch i n a ； 2 ．S c h o o l o f E n g i n e e r i n g a n d T e c h n o l o g y ， C h i n a Un i v e r s i t y o f G e o s c i e n c e s ，B e r i n g 1 0 0 0 8 3 ， C h i n a Ab s t r a c t Be i n g l a r g e i n s e c t i o n a r e a ，c o mp l e x i n s t r u c t u r e ，a n d e a s y t o b e d i s t u r b e d，t h e l a r g e s e c t i o n i nt e r s e c t i ng l a n e wa ys a t d e p t h i s v e r y di f f i c ul t t o s up po r t ， e s pe c i a l l y i n t he p os i t i on wh e r e t he s t r e s s i s h i ghl y c e nt r a l i z e d．Th r ou gh t h e i n - s i t u i nv e s t i g a t i on i n d e e p l a ne wa y i nt e r s e c t i o n，we h a v e s u mm a r i z e d t h r e e f or ms o f b r e a ka ge whi c h a r e d i f f e r e n t f r o m t h a t of o r d i n a r y r o c k l a n e wa y s ． The c a us e s o f e a c h br e a ka ge f o r m a r e a n a l y z e d a nd t he s u pp o r t i ng p r oc e s s d i s c u s s e d ． The r e s ul t s h o ws t h a t t he s t r e s s c e n t r a l i z e d a r e a s h ou l d no t be t o o f l i ms y a nd t he s e c t i on a r e a s h ou l dn’ t be t o o l a r gei n l o c a l s t r e s s c e n t r a l i z e d a r e a i t i s be t t e r t o t a ke a s t r o ng s u p po r t ．Thi s s u pp or t i ng t h i n ki n g h a s be e n pu t i nt o o pe r a t i o n a nd ob t a i ne d a g oo d e f f e c t ． Ke y wo r d sd e e p；s of t r o c k；i nt e r s e c t i n g l a ne wa y s；s t r e s s c e nt r a l i z a t i o n；c a bl e a nd b ol t s u pp or t 交岔点是矿井运输的咽喉部位， 跨度大， 服务 年限长 ， 支护可靠性程度要求高． 在交 岔点支护技 术 中 ， 以往用 的较多 的为 料石砌 碹 、 钢 梁棚 式支 护 、 锚杆支护． 近年来 ， 由于锚 网索支护所具有的主动、 让 压 以及劳动 强度 低等 特点 ， 在 生产 现场 中得 到越 来 越多 的应 用[ 1 ] ． 由于 交岔 点 断 面大 ， 构 造 条 件 复 杂 ， 近年 来锚 网索 与注浆 加 固等联合 支护 方式 的研 究 也逐 渐深入 L 2 。 J ． 但是 ， 在 深部复 杂 高构造应 力 和岩性 状况不 利 的情况下 ， 由于对交岔点变形机理研究不够深入 ， 支 护技术水 平有 限 ， 锚 杆支 护 的交 岔 点 出现 局部 支 护 状况恶化 ， 失稳返修现象增加， 不得不采用二次支护 或用锚 网与钢架联合 支护 ， 且支护 效果不 太理 想． 牛 鼻子 部位应力 集 中程度 高 ， 往 往成 为最 先 破 坏 的部 位． 在 大断面交岔点 中 ， 牛鼻子与支 护体形 成 的复 合 材料成为大断面巷道的跨中受压柱， 它的变形将会 收稿 日期 2 0 0 61 2一O 1 基金项 目国家 自然科学 基金重大项 目 5 0 4 9 0 2 7 0 ； 教育部科学技术研究重大项 目 1 0 4 0 5 作者简介 王 晓义 1 9 8 1 一 ， 男 ， 陕西省西安市人 ， 硕 士， 从事岩石力学方面的研究． E - m a i l wa n g x i a 0 y n9 8 1 q q ． c o m T e l 0 1 0 8 2 3 2 1 8 8 4 维普资讯 2 8 4 采矿与安全工程学报 第 2 4 卷 恶化巷道支护状况， 成为交岔点支护中的关键． 通过对 交 岔点 的大量 现场调 查 ， 总结 了深部 岩 巷大 断面交 岔点 与一 般 岩 巷 不 同 的 3种 典 型 破 坏 形式 ， 分析了各 自的破坏机理， 研究交岔点应力集 中区、 巷道顶板的控制对策并进行现场实验． 1 大断面交岔点破坏形式及机理分析 随着煤矿开采进入深部开采阶段 ， 深部巷道普 遍 出现了与浅部开采不 同的一些 非线性大变形现 象 ， 如片帮、 围岩大变形 、 大地压等， 给支护与开采 带来了很大难度[ 4 ； 深部交岔点 同样存在 这些 现 象 ， 但它又有其 自身的特点 1 巷道跨度普遍大于 一 般巷道 ； 2 牛鼻子是支护对象， 但 同时也是维持 顶板稳定的支护体． 因此有必要对交岔点的变形特 点 、 支护理 论 、 支护形 式 与技术 作进 一步研 究． 1 ． 1 交岔点大 断面 巷道 顶板 下沉 1 ． 1 ． 1变形形 式 目前 巷道 断面一 般小 于 6 m， 交 岔 点主 巷 和支 巷断面大多 4 m 左右． 但是如果牛鼻子破坏严重， 失去支撑能力 ， 主巷 和支巷往往连成整体 ， 形成更 大断面巷道， 往往造成顶板下沉， 进一步恶化牛鼻 子支 撑效果 ， 形成 恶性 循环 ， 最终 造成 交岔 点破坏 ． 1 ． 1 ． 2 锚杆 支护 形式 与大 断 面巷道 破坏机 理 组 合拱理 论【 4 认为 在拱 形巷 道 围岩的破 裂 区 安装预应力锚杆时， 在杆体两端将形成圆锥形分布 的压应 力 ， 如 果沿 巷 道 周 边 布置 锚 杆 群 ， 只 要 锚杆 间距足够小 ， 各个锚杆形成的压应力圆锥体将相互 交错 ， 就能在岩体 中形成一个均匀 的压缩带 ， 即承 压拱 ， 这个承压拱可以承受其上部破碎岩石施加的 径 向荷 载． 在 承压 拱 内的 岩石 径 向及 切 向均 受 压 ， 处于三向应力状态 ， 其 围岩强度得到提高， 支承能 力也 相应 加大 ， 锚杆 的组 合拱 理论示 意 图见 图 1 ． 图 1 锚 杆的组合拱理论示意图 Fi g．1 Sk e t c h ma p f or b ol t s up po r t t he or y of c o mbi na t i o n a r c h 因此 ， 锚 杆支 护 的关键 在于 获取 较大 的承压 拱 厚度和较高的强度． 然而， 由于当前锚杆长度一般 在 1 ． 6 ～2 ． 5 m 之 间 ， 对 巷 道 围岩 加 固范 围有 限 ， 提高承压拱厚度有一定困难 ， 锚网支护的巷道如果 断面过 大， 会造成承压 拱的直径 r与厚度 t比值 r ／ t 过大 、 支承 能力 不足 ． 通常单条巷道断面跨度较小 ， r ／ t 能够满足巷 道支护要求； 对于深部交岔点 ， 虽然主巷和支巷的 断面都不大， 如果牛鼻子支护强度不足 ， 主巷和支 巷连成整体 ， 形成更 大断面巷道 ， 则有可能使 r ／ t 过大、 牛鼻子处顶板 围岩下沉． 因此维持交岔点牛 鼻子对顶板围岩的支撑能力 ， 对其局部进行加强就 显得 格外 重要． 1 ． 2 牛鼻子压裂及横 向鼓出 1 ． 2 ． 1 变形 形式 交 岔 点巷道在 掘进 过程 中 ， 由于受交 接巷 道顶 板卸压区和两帮的支承压力 区相互叠加的影响， 牛 鼻子往往成为交岔点区域应力最集 中的部位 ， 应力 集 中系数较开凿前提高 4 O ％～5 O [ 5 ] ． 此外 ， 牛鼻 子部位岩体要经受 主巷及支巷成巷时的多次爆破 作用， 造成交岔点围岩形成的裂隙区深度会增大若 干倍． 牛鼻子部位 的变形 以“ x” 形共轭剪 切裂纹 、 竖 向“ 一 ” 字形 裂纹 和沿 巷道走 向受 压鼓 出为主． 牛 鼻子维护 良好 ， 不仅可以减小高应力积聚 ， 而且起 到 一定 的减跨 作用 ． 1 ． 2 ． 2 牛鼻子支撑顶板的工作形式与破坏机理 将牛鼻子看作大断面巷道跨中支护的重要组 成部分， 对巷道顶板提供 弹性支撑， 并考虑支护体 与围岩变形相互影响， 牛鼻子对巷道顶板的作用力 学模 型见 图 2 ． 顶板 牛 鼻 子 图 2 交岔点牛鼻子力学模型 Fi g ．2 M e c ha n i c a l mo de l o f s t r e s s c e n t r a l i z a t i on a r e a i n i n t e r s e c t i ng l a ne wa ys 由于牛鼻子部位岩体遭到爆破作用 ， 交岔点周 围形成裂隙区的深度增大若干倍 ， 这部分岩体形成 碎裂结构． 碎裂岩体在竖向压力作用下形成竖向贯 通的主裂缝 ， 将完整岩体切割成各 自独立 的岩柱， 增大了各独立岩柱的长细比， 促使其在未达到岩体 强度 的情 况下 产生 侧 向失稳 ， 导 致巷 道 腰线 处 距 巷道 底板 约 1 ． 5 ～2 m 横 向鼓 出． 1 ． 3交 岔点大 断面 顶板 剪切破 坏 1 ． 3 ． 1 变 形形 式 交岔点大断面在牛鼻子过于软弱而失效的情 况下 ， 会发 生顶 板下沉 ． 然 而 ， 经过 加 固的牛 鼻子 刚 性过大， 巷道顶板围岩 刚度相对较低 ， 造成支护体 维普资讯 第 3期 王晓义 等 深部大断 面交岔点破坏形式与控制对策 2 8 5 与巷 道顶 板 的刚度 不 耦 合 ， 同 样会 导 致 顶 板 开裂 ． 此时， 巷道顶板可视为两端固支、 跨中牛鼻子竖向 支撑 、 承受 均布荷 载 的超静 定连续 梁 岩梁 ． 1 ． 3 ． 2牛鼻子处顶板围岩应力状态与破坏原因 巷道顶板在牛鼻子支撑和老顶 的竖向压应力 作用下 ， 在顶板基角处承受剪应力， 牛鼻子处顶板 围岩形成 的机构 如 图 3 所 示． ．1 』 L L i． i l 』 ， i 。 i 』 一 图 3牛 鼻 子 处 顶板 围岩 形 成 机 构 Fi g ．3 Ske t c h ma p f or or ga n i n l a n e wa y’ S r oo f o f s t r e s s c e n t r a l i z a t i on ar e a 由于破坏面是 由下往上不稳定扩展引起的， 当 达到一定高度时承载能力已经达到极限l 6 ] ， 因此 围 岩顶板的顶面处应 力分布的差异不会对其 承载力 有太 大影 响． 即采 用加 强巷道 顶板 围岩底 面强 度可 对防止冲切破坏起到一定作用． 目前广泛采用马蹄 形巷 道客观 上起 到 了加 强顶 板 围岩 底 面的作 用． 通 过现 场 调 查 ， 发 现 顶 板 岩 层 有 两 种 破 坏 形 态 一种是双向剪切 ， 即通常所说的“ 冲切” ； 一种是 顶板岩层像混凝土平板那样的单向剪切 ， 即通常所 说的“ 剪切” 见图 4 ． 牛鼻子处的顶板 图 4 I区 冲切破坏是其最不利情况 ， 而巷道顶板 图 4 Ⅱ区 剪切 破坏 为最不 利情 况． 图 4 交岔点牛鼻子平面图 Fi g ．4 I c hn og r a p hy i n i nt e r s ec t i n g l a ne wa y of s t r e s s c e nt r al i z a t i o n a r e a 2 控 制对策 深部交岔点仍然是软岩巷道， 应首先遵循一般 软岩巷道工程 的支护 思路 ， 即 正确分析巷道变形 力学机制， 采用“ 先让后抗 、 适当让压” 的支护思想 ， 锚 网索耦合支护及底角锚杆控制底鼓等 ] ． 在此基 础 上还 应针 对上 述交 岔点 的 特征 破 坏 形式 研 究 其 破 坏机 理与控 制对 策． 2 ． 1 变形 力学机 制转 化 软岩巷 道 同时具 有多种 变形力 学 机制 的“ 并发 症” 和“ 综合症” 复合型变形力学机制， 要想有 效地 进行 软岩巷 道支 护 ， 单一 的支 护方法是 难 以奏 效 的L 8 ] ． 做好 软 岩巷 道 支 护 ， 除 了正 确地 确 定 软 岩 巷道变形力学机制类型、 有效地转化复合型的变形 力学机制之外 ， 要十分注重并合理地运用复合型向 单一 型转 化技术 ， 即与软 岩变 形过 程 中每个支 护力 学措施的支护顺序 、 时间、 效果密切相关 ， 每个环节 必须 适应 其复 合型 变形力 学 机制特 点． 2 ． 2 深部巷道锚网索耦合支护对策 合理 的锚网索耦合支护参数设计 ， 可 以最大限 度地提高锚固体的力学参数 ， 改善被锚固岩体 的力 学性 能 ， 提高 围岩 的承 载 能力 ， 有 利 于 保 证 巷 道 围 岩 的稳 定． 深 部巷 道 围 岩 松 软 破 碎 ， 且 大 多 数 为 层 状 结 构 ， 在其 中开挖巷道， 通过有效 的锚杆和锚索支护 ， 一 方面 ， 可以依靠锚杆的锚固力增加各岩层问的摩 擦力， 防止岩石沿层面滑动， 避免各岩层出现离层 现象； 另一方面， 锚杆杆体可增加岩层 问的抗剪刚 度 ， 阻止 岩层 问 的水 平 错 动 ， 从 而将 巷 道 顶 板锚 固 范围 内的几 个薄 岩层锁 紧成 一个 较厚 的岩层 组合 梁 ． 这 种组 合厚 岩层在 上覆 岩层 载荷 作用 下 ， 其 最 大弯曲应变和应力都将大大减小 ， 组合梁的挠度亦 减小 ， 而且组合梁越厚 ， 梁内的最大应力、 应变和梁 的挠度 也就 越小 L 7 ] ． 在优化支护参数的同时， 利用巷道刚柔耦合支 护技术 ， 合理确定支护系统和二次组合支护的最佳 时间段 ， 在关键部位实施 支护体和 围岩 的再 次组 合 ， 充分发挥围岩的 自承能力 ， 从而使支护体对围 岩的支护力降到最小 ， 使支护系统达到相互耦合的 最佳 支护状 态． 2 ． 3 巷 道断面 及 牛鼻子 尺寸优 化 1 限制巷 道 断面 的上 限 显然 ， 锚杆支护 的巷道其 跨度不可 能无限增 大 ， 若要开挖巨型巷道或硐室 ， 则有必要采用其他 支护形式． 对于交岔点， 牛鼻子可作为天然存在 的 支护体 ， 应当充分利用其对顶板的支护能力． 2 控制牛鼻子厚度 的下限 对牛鼻子局部支护应采用“ 强支硬顶” 的思想 ， 加固后的牛鼻子作为巷道顶板的支护结构 ， 要求其 承载能 力满 足一定 要求 ， 如 果 尺 寸 过 小 ， 虽 经 加 固 仍很难满足要求 的承载能力 ， 则有必要重新设计 ， 加大牛鼻子尺寸． 由于牛鼻子为线形结构物 ， 故对 其尺寸的限制反映在对其厚度的限制上． 3 合 理优 化断 面形状 牛鼻子为楔形体 ， 它对巷道顶板支撑的最不利 位置在楔形体 的尖角， 因此控制牛鼻子最小尺寸就 维普资讯 2 8 6 采矿与安全工程学报 第 2 4卷 是控制牛鼻子最小厚度 ， 尖角的厚度太小， 不仅造成 内部应力集中， 还容易发生顶板冲切破坏； 参照混凝 土冲切破坏试 验数据和理论 分析 ， 冲切破坏 时 ， 临界 斜裂缝的冲切角 口 大约在 2 5 。 ～3 5 。 之间[ g ] ， 采用顶部 为圆形的巷道断面有助于缓和牛鼻子上部顶板 内部 的剪应力 ， 对 防止顶板 冲切破 坏有利． 3工程实例 分析 3 ． 1工程概 况 大 屯煤 电集 团徐庄 矿 Y 字形 交 岔 点 为直 墙半 圆拱形巷道． 工程底板标高 一7 5 0 m． 最大净宽度 8 ． 5 3 2 IT I ， 最 大净 高 5 ． 4 6 6 IT I ． 掘 进 总工 程 量 为 5 3 5 ． 1 6 IT I 。 ． 施 工 地段 的岩 性 主 要 为 泥岩 和 砂 质 泥 岩 ， 局部 受构造 影 响存在 挤压 变形 带 ， 围岩松 软 、 易 碎 ， 层节理较发育 ， 为典型的碎裂岩体结构类型． 由现场调查及计算知 ， 一7 5 0水平泥岩组的临 界深 度 为 一6 0 0 IT I ， 巷道 支 护工程 难 度 系数 为 1 ． 3 ． 煤体组的临界深度为一6 5 0 IT I ， 巷道支护工程的难 度系数为 1 ． 2 ． 泥岩组和煤体组在 一7 5 0水平已进 入非线性大变形状态 ， 两个岩组 支护难度系数 D 在 1 ～1 ． 5的范 围 ， 危 险指 数 D 均 大 于 1 ， 已进 入 非线 性 大变形 状态 [ 7 ] ． 在 一7 5 0水平 巷道 的施 工 过程 中 ， 主要 出现 了 以下几种变形破坏现象 1 两帮收敛 如 一7 5 0采 区车 场最 大两 帮收 缩 量 达 5 0 0 ram ； 2 巷道 底 鼓 一7 5 0东 翼 轨 道 大 巷 最 大 底 鼓 量 达 3 0 0 ～ 4 0 0 mm ； 3 局部地段巷道混凝土剥落 ， 围岩外露 ； 4 由于受 构造 应力 影 响 ， 巷 道 变 形 具有 非 对 称 性 ； 交 岔点部位除了存在收帮、 底鼓等一般巷道共有的破 坏特 征 ， 还存 在前 述 3种 破 坏 形式 ． 因 此交 岔 点 支 护应 在正确进 行 变形力 学 机制转 化 的基础 上 ， 再 进 行交岔点断面尺寸的验算 、 牛鼻子加固形式研究和 最 小厚 度确定 ， 同 时优 化 巷 道 断 面形 状 ， 采 用 顶 部 为 圆形 的巷 道断 面． 3 ． 2 深部大 断 面交岔 点变 形力 学机 制转化 经分析 ， 该深 部交 岔点巷 道 主要变 形力 学机 制 有 I 微裂隙膨胀机制 ； Ⅱ 肋重力机制构造 应力机制工程偏应力机制 ； Ⅲ 层理走向型作 用 机 制． 对 I Ⅱ B D Ⅲ 复 合 型 软 岩 大 断 面 巷 道 ， 首 先 经 过扩刷 巷 道 、 预 留变 形 空 间 以 及 局 部 卸 压 等措 施 ， 释放大量的非线性膨胀能和塑性能 ， 使其转化 为 比较简单的 ⅡB D Ⅲ 型 ， 通过采用锚 网索底角 锚 杆支护 技术 进一 步转 化 为 Ⅱ肋型 ， 再 采 用锚 索关 键部位二次 支护耦 合支 护技 术 ， 变 为简单 的 Ⅱ 型． 一7 5 0交岔点复合型软岩具体转化力学对策如 图 5 所 示． 巷道扩剧、卸压 预留变形空间 a一 ⑩ ① 位支护 图 5 变形力 学机制转化 Fi g ．5 The t r an s f o r m f o r me c ha n i s m of t r a ns mut a t i o n me c h a ni c s 3 ． 3 交岔点巷 道最 大断 面尺 寸验算 先将直墙半圆拱形巷道等代为圆形． 等代圆法 分 3步进 行[ 4 ] ． 1 求 当量半径 ， 、 1 r一 是 f 兰 ， 1 、 L， 式 中 r 为巷道当量半径， I T I ； S为实际巷道断面积 ， IT I ； 忌 为巷道断面修正系数 拱形巷道取 1 ． 1 0 ． 2 求外接 圆半径 用几何作图法或解析计算法作非圆形巷道的 外 接 圆 ， 其半 径 表示实 际巷 道 的特征尺 寸 3 求巷道等代圆半径 当量半径 和外接圆半径的最小者为巷道等代 圆半径 a ， 即 a mi n { r ， r ． 2 锚 杆 长度 2 m， 间排 距 8 0 0 IT I IT I 8 0 0 IT I I T I ； 施 工地段的岩性主要为泥岩和砂质泥岩 ， 内摩擦角 4 0 。 ， 围岩容重 y 一 2 ． 6 g ／ c m。 ． 经现场检验 ， 某根 锚杆正常使用状态下其锚固力 Q一5 k N／ 根． 围岩稳定需满足 R≥ ma x S ⋯， S ⋯ ， 其 中 R 为锚杆群支护抗力 ， s s 。 分别为巷道顶板支护 荷载和巷道帮部支护荷载． 采用组合拱模型计算巷 道围岩抗力． 采用文献[ 1 O ] 方法计算巷道顶板和两 帮荷载． 得巷道最大断面尺寸 R 。 一1 5 ． 4 r f 1 ． 该交岔点断面虽未超 过 R 。 ， 但 是倘若牛鼻子 破坏失去支撑能力 ， 主巷和支巷 断面之和将接近 R。 ， 因此对牛鼻子进行局部加固就显得格外重要． 3 ． 4 牛鼻子双控锚杆控制技术 3 ． 4 ． 1 控 制原 理 双控 锚 杆 由普 通 螺 纹 钢锚 杆 两端 车 丝加 工 而 成 ， 牛鼻子 成 型后 ， 从 其两 侧对 穿安装 双控 锚杆 ， 并 施加预紧力 ， 将竖向贯通 的主裂缝闭合 ， 使各 自独 立的岩柱协同工作 ， 降低 了独立岩柱 的长细 比， 提 高了牛鼻子的支撑能力⋯] ． 数值模拟试 验结果表 维普资讯 第 3 期 王晓义等 深部 大断面交 岔点破坏形式 与控 制对 策 2 8 7 明 双控锚杆加固方式能大大提高牛鼻子的支撑能 力， 有利于巷道整体稳定． 3 ． 4 ． 2 双 控锚 杆支 护设计 根据牛鼻子 尺寸及成型条件， 初喷混凝土 5 O mm， 两边铺 网并加钢 带， 用双控锚杆全 长紧固固 定 ， 安装 好后复 喷混凝 土 1 0 0 mm． 具体 见 图 6 ． I．I立面 图 图 6 双控锚杆布置图 Fi g． 6 I c h no gr a phy f or d i s p os a l o f d o u b l e c o n t r o l c a b l e 3 ． 5 支 护效 果 支护方案在一7 5 0 m交岔点进行实施 ， 根据 4 个多月的矿压监测数据分析 ， 巷道变形得到了有效 控制 ， 巷道两帮的最大位移量约 6 0 mm， 顶底最大 移近量 约 4 0 mi l l ， 变 形监 测 曲线见 图 7 ． 6 O 皇 毒 4 0 啊 桧 2 0 趟 0 2 0 4 0 6 0 8 0 l o o 1 2 0 1 4 0 监测时间， d 图 7 巷道位移监测曲线 Fi g． 7 M on i t o r i n g c u r v e o f l a n e wa y di s pl a c e men t 4 结 论 1 对于现有技术条件来 说， 锚杆支护体系有 其应用的局限性 ， 对于大断面巷道应限制其最大断 面尺寸． 2 对牛鼻子应采用局部“ 强支硬顶 ” 的支护思 想 ， 提高牛鼻子支护强度 ， 针对其变形破坏特点 ， 采 用相应加固形式 ， 并限制牛鼻子最小厚度尺寸， 使 其对巷道顶板能够提供足够支承． 3 优化 巷 道 断 面形 状 ， 采 用 马 蹄形 或 圆形 巷 道， 能预防牛鼻子 处顶 板 围岩可能发 生的冲切破 坏 ． 4 找到相关破坏形式 中的最不利情况 ， 有 的 放矢地进行支护参 数优化 、 巷道形状优化 ， 充分利 用围岩 一锚杆 复合 材料 的 自承能力 ， 对巷 道支 护及 降低 支护成 本都有 重要 意义 ． 参考文献 [ 1 ] 靖洪文 ， 何国彬．深井软岩巷道锚 喷网支护试 验研究 [ J ] ．建井技术 ， 1 9 9 4 4 ／ 5 2 8 3 0 2 ． [ 2 ] 黄乃斌 ， 孔德惠．大断面交岔点顶 板变形 与加固控制 技术研 究 [ J ] ．采 矿 与 安全 工 程 学报 ， 2 0 0 6 ， 2 3 2 24 9 2 5 2． HUANG Na i bi n， KONG De hu i ， St ud y of r e i n f or c e me n t c on t r o l t e c h no l o gy a nd r o of d e f or ma t i on of o b l i q u e c r o s s w i t h l a r g e s e c t i o n [ J ] ．J o u r n a l o f Mi n i n g S a f e t y En g i n e e r i n g ，2 0 0 6， 2 3 2 2 4 9 2 5 2 ． [ 3 ] 祁 和刚．煤巷交岔点大断 面联合 支护研 究[ J ] ．矿 山 压力与顶板 管理 ， 1 9 9 7 ， 1 4 3 ／ 4 1 6 6 1 6 7 ． [ 4 ] 何 满潮 ， 袁和 生， 靖洪 文 ， 等 ． 中国煤矿 锚杆支 护理论 与实践 [ M] ．北京 科学 出版社 ， 2 0 0 4 5 6 5 7 ． E 5 3 史天生．巷道交 岔点 的围岩 变形规 律及 支架计 算方 法[ J ] ．冶金矿 山设 计与建设 ， 1 9 9 5 5 7 - l 1 ． [ 6 ] 周克荣 ， 蒋大骅．桩基承台角桩上剪切 型破 坏问题研 究[ J ] ．建 筑结构学报 ， 1 9 9 5 ， 1 6 5 6 4 6 9 ． Z HOU Ke - r o n g ， J I ANG Da h u a ． I n v e s t i g a t i o n o n s h e a r - t y p e f a i l u r e o f p i l e - c a p s a t c o r n e r s [ J ] ．J o u r n a l o f Bu i l d i n g S t r u c t u r e s ，1 9 9 5 ， 1 6 5 6 4 6 9 ． [ 7 ] 刘文涛 ， 何满潮 ， 杨生彬 ， 等．深部岩巷 不对称变形 机 理及支护对 策研 究 [ c ] ／ ／ 第 九届 岩石 力学 与工 程大 会论文集．[ s ．1 _ ] I s ．n ． ] ， 2 0 0 6 6 4 6 9 ． [ 8 ] 何满潮 ， 孙晓 明．中国煤 矿软岩巷道工程 支护设计与 施工指南[ M] ．北 京 科学 出版社 ， 2 0 0 4 1 4 1 8． [ 9 ] 蔡健 ， 林 凡．基于双剪强度理论 的混凝土板极 限 冲切承 载力 计 算方 法 [ J ] ．工程 力 学 ， 2 0 0 6 ， 2 3 6 11 0 11 3． CA1 J i a n， LI N F a n ． Ul t i ma t e p u n c h i n g s h e a r s t r e ng t h f or c on c r e t e s l a b s ba s ed o n t wi n - s he a r s t r e n g t h t h e o r y [ J ] ．E n g i n e e r i n g Me c h a n i c s ， 2 0 0 6 ， 2 3 6 1 1 0 1 1 3 ． [ 1 O ] 景海河 ， 何 满潮 ， 孙 晓明 ， 等．软 岩巷 道支 护荷载 的 确 定方 法[ J ] ．中国矿业大学学报 ， 2 0 0 2 ， 3 1 5 3 7 6 3 78 ． J I NG Ha l - h e ，HE Ma n c h a o ，S UN Xi a o - mi n g，e t a 1 ． M e t ho d o f s up p or t l oa d de t e r mi ni ng of s of t r o c k r o a d wa y s [ J ] ．J o u r n a l o f C h i n a Un i v e r s i t y o f Mi n i n g Te c h n o l o g y ，2 0 0 2 ， 3 1 5 3 7 6 3 7 8 ． [ 1 1 ] 刘文涛 ， 杨 生彬 ， 王 晓义 ， 等．深部 复杂地 质条 件下 矿井交岔点支护关键技术研究 [ J ] ．探矿工程 岩 土 钻掘工程 ， 2 0 0 6 ， 3 3 1 1 5 4 5 7 ． LI U W e wt a o，YANG She n g - b i n，W ANG Xi a o y i ， e t a 1 ．The ke y t e c hn ol o gy f or t he c r os s s e c t i o n s up por t i ng u nd e r c omp l ex g e ol o gi c a l c o ndi t i on a t gr e a t d e p t h[ J ] ． E x p l o r a t i o n E n g i n e e r i n g R o c k S o i l Dr i l l i n g a n d Tu n n e l i n g ，2 0 0 6， 3 3 1 1 5 4 5 7 ． 维普资讯