弱面影响下深部倾斜岩层巷道非均称失稳机制与控制技术-中国矿业大学.PDFVIP

第32 卷 第4 期 采矿与安全工程学报 Vol.32 No.4 2015 年07 月 Journal of Mining Safety Engineering July 2015 文章编号：1673-3363-(2015)04-0544-081 弱面影响下深部倾斜岩层巷道 非均称失稳机制与控制技术 王襄禹，柏建彪，王猛 （中国矿业大学矿业工程学院，深部煤炭资源开采教育部重点实验室， 煤炭资源与安全开采国家重点实验室，江苏 徐州 221116 ） 摘要 采用地质调查、理论分析、数值模拟与工业性试验等方法，研究了弱面影响下深部倾斜岩 层巷道变形特征。该类巷道非均称失稳机制主要包括弱面层间剪切破坏机制、高应力软岩扩容机 制与弱面围岩失稳诱发机制。围岩首先沿弱面破坏，弱面层间剪切滑移变形引发邻近围岩破坏区 扩展，局部围岩失稳加剧其他部位变形破坏，诱发巷道整体灾变失稳。弱面对巷道失稳起着诱导 作用，维护巷道稳定的关键在于控制弱面层间剪切变形与弱面围岩失稳后软岩区域峰后承载阶段 的持续变形。基于高强度高预应力控制原则、非均称控制原则与全断面控制原则，开发了以强力 支护、弱面围岩加强支护、控制底鼓和二次支护为核心的分阶段动态控制技术，通过强化弱面及 围岩整体强度与承载能力，控制巷道非均称变形，保持巷道长期稳定。 关键词 深部巷道；倾斜岩层；弱面；非均称失稳机制；控制技术 中图分类号 TD 353 文献标志码 A DOI 10.13545/ki.jmse.2015.04.004 Study on asymmetric instability mechanism and control technology for roadway in deep inclined rock strata with weak plane WANG Xiangyu ，BAI Jianbiao ，WANG Meng (School of Mines，Key Laboratory of Deep Coal Resource Mining，Ministry of Education ，State Key Laboratory of Coal Resources and Safe Mining，China University of Mining Technology，Xuzhou ，Jiangsu 221116 ，China) Abstract By adopting methods of geological survey, theoretical analysis, numerical simulation and industrial test, the paper has analyzed the deformation characteristics of roadway in deep inclined rock strata with weak plane. Moreover, the paper has revealed the asymmetric instability mechanism of such roadway, mainly including shear failure mechanism in weak plane, expansion mechanism of high stress soft rock and the inducement mechanism of surrounding rock instability of weak plane. Surrounding rock damage