基于NT理论及软岩巷道变形规律的AM支护方法研究.pdfVIP

煤 炭 工 程 2006年第4期 基于NATM理论及软岩巷道变形规律的 支护方法研究 孙志文 ，李文嵩 ，张 良 (1．呼伦贝尔学院，内蒙古 海拉尔 021008；2．大雁一矿，内蒙古 大雁 021122； 3．大雁煤业公司科研所 ，内蒙古 大雁 021122) 摘 要 ：论文在实地测试的基础上，通过对大雁煤业集 团公司第一、第二、第三煤矿掘进 过程中围岩移动规律的观测研究，提 出了在不 同围岩运移规律下的软岩支护指导性方法。该结 论经过实践，具有很强的可操作性。同时，对其他矿井解决类似 问题提供 了经验和参考。 关键词 ：NATM理论 ；软岩；支护形式 中图分类号：TD350．1 文献标识码 ：B 文章编号 ：1671—0959(2006)040062—03 0 引 言 1 矿井软岩巷道变形特征 1)NATM理论 。 “NATM”全称 “NewAusrtrianTun— 1．1 大雁一矿西六大巷 nellingMethod”，即 “新奥地利隧道施 工方法”，简称新奥 西六大巷是为该矿西六采区(下 山采区)服务的机轨合 法。此方法是地下工程设计和施工的一门技术，目前许多 一 巷 ，水平标高+500m。围岩岩性为泥质页岩 ，岩石的单 国家都把这种方法应用于隧道、矿山井巷、军工、水电等 向抗压强 18．57～27．35MPa，无断层 、褶 曲等大型地质构 如 加 0 地下工程。其基本原则主要是 ：①在巷道开挖过程中。应 造。岩性较为稳定，遇水膨胀。由于受采动影响较小，巷 最大限度地保持围岩的原始强度；②恰当地控制围岩变形。 道每天的移近量较小。但部分受到水的影响而引起巷道底 即一方面要允许围岩向巷道空间伸缩变形 ，以便形成岩石 鼓 ，顶 、底板移进速度 0．05～25mm／d。见图1。 支撑环。而另一方面叉要限制其产生过大变形 ，造成围岩 破坏变形；③掌握巷道变形规律，适时进行支护 ，既不能 g 过早，也不能过晚，正确地确定岩体或岩体支护系统的特 定时间因素 ；④为了避免巷道断面上尖角处出现应力集 中， 幅 应采用 圆形断面。 漤 ．__．—．__． 辎 2)软岩 。我 国煤矿对松软岩层研究 的范围主要是指强 匿 — 厂 度低、子L隙率大、胶结程度差、受构造面切割及风化影响 ／． ． ． ． 显著或含有大量膨胀粘土矿物的松、散 、软、弱岩层 。 0 10 20 30 40 50 观测时 ／d 从软岩形成原因来分析，软岩大致可归属为三种。一 图1 一矿大巷顶板移动曲线 是构造软岩，它主要是指受断层、褶曲等地质构造的影响， 岩石的整体性受到破坏而疏松变软；二是由于成岩时间短 。 1．2 大雁二矿巷道 岩体胶结程度差，从而结构疏松、强度较低；三是由于岩 通过对大雁二矿现 ±0水平现场观测表明，在软岩层 层的深度大，在地应力作用一下岩体强度低，白承能力差 ， 巷道