深部軟巖巷道組合承載殼支護研究與應用

段昌瑞，鄭群，余國鋒，安士凱，李志兵

(1.淮南礦業(集團)有限責任公司， 安徽 淮南 232001；2.煤炭開采國家工程技術研究院， 安徽 淮南 232000；3.深部煤炭開采與環境保護國家重點實驗室， 安徽 淮南 232001)

0 引言

隨著近幾十年我國煤炭高強度開采，可供開采的淺層煤炭資源逐年減少，礦井開采深度逐年增加[1]，礦壓顯現愈加強烈，巷道圍巖變形破壞問題更加嚴重。對于深部軟巖巷道，巷道開挖后，圍巖應力狀態由原來的三向應力狀態轉換為平面應力狀態，甚至會出現單向應力狀態，局部出現高應力集中區，同時由于圍巖較“軟”，易發生嚴重的流變和大變形[2-4]，采用常規支護手段時無法得到很好的控制，一般只能采用破壞后再修復的方法，從而陷入破壞—修復—再破壞—再修復的惡性循環。從巷道支護方式來看，世界主要煤炭開采國家(包括中國、俄羅斯、德國、美國、澳大利亞等)由原來的架棚、強力錨桿、組合錨桿(索)桁架等單一支護形式，向錨、網、索、帶、噴結合封閉式剛性支架與架后巖體注漿的集支護與加固為一體的復合支護形式發展。

深部巷道開挖后，圍巖因卸荷作用會產生大范圍破壞，一般的錨桿(索)支護難以阻止巷道圍巖的破壞。國內外學者對深部巷道圍巖開挖時錨桿支護的峰值強度、殘余強度和內部應力變化展開研究[5-8]。何滿潮等[6]基于大變形控制理論，研制了恒阻大變形錨桿，通過摩擦滑移變形吸收圍巖變形能，以恒定的支護作用保證圍巖穩定。高延法等[7]研究了井下灌注式鋼管混凝土支架，通過鋼管和混凝土的相互約束作用，極大提高了混凝土的抗壓性能，避免了鋼管過早發生局部屈服?！?br>