基于围岩综合探测技术的深部高应力 巷道控制技术研究
发布时间: 2021-12-26
来源: 试点城市(园区)
基本信息
成果简介:本项目是国家自然科学基金面上项目《深部巷道围岩变形、破坏全过程及其稳定控制机理》 (50674083)、《深部巷道围岩破裂演化及其强度衰减机理的研究》(51074162)和国家“十一五”科技支撑计划项目《大断面煤巷锚杆支护技术与材料研发》(2008BAB36B07)中的核心内容之一,属于岩土工程中的矿山支护工程技术领域。本项目主要内容包括: 1.深部巷道围岩变形破坏的基础理论研究1)深部巷道围岩破坏失稳的关键因素;2)破裂后岩体再破坏的承载能力和变形特性;3)深部巷道围岩强度衰减与支护强化的演化模型。2.深部高应力巷道围岩破坏与控制技术研究1)复杂地层综合探测技术:包括原位强度测试、地应力测试、超声波和钻孔窥视探测松动圈技术等;2)基于深部地下工程综合模拟真三轴实验系统和数字散斑变形量测软件系统的三维相似模拟试验研究;3)松动圈智能预测与支护专家系统。3.工程应用本项目提出动态叠加复合锚注、钢筋网壳支架及网壳锚喷等支护方法,针对不同条件提出了“深部高应力软岩巷道稳定控制技术”、“深部高应力强动压巷道围岩稳定控制技术”和“深部高应力碎裂围岩巷道稳定控制技术”等 3 项深部高应力巷道围岩稳定控制技术,通过工业性试验与应用,丰富和发展了深部高应力巷道围岩稳定控制技术理论。技术特点:本项目关键技术及创新点:1.发展了深部巷道围岩变形破坏的基础理论体系,建立了深部巷道围岩强度衰减与支护强化的演化模型;提出了深部巷道围岩破坏失稳的关键因素;分析了破裂后岩体再破坏的承载能力和变形特性。2.揭示了深部高应力巷道围岩破裂演化的机理,基于深部高应力巷道围岩综合探测技术和三维相似模拟实验结果,建立了深部巷道围岩分区破裂演化的力学模型。3.提出了“应力状态恢复改善、围岩强度固结修复、联合整体抵抗”的过程控制原理,提出了 3 项深部高应力巷道围岩稳定控制技术。本项目在以上关键技术取得的重大突破,大大提升了我国深部高应力巷道围岩稳定 控制的技术水平,与美国、德国、澳大利亚、前苏联等采煤大国的技术相比,该成果具有明显经济和技术优势。 应用前景:随着我国浅部煤炭资源的枯竭,地下开采的深度越来越大。目前深部高应力软岩巷道的支护是巷道支护研究中的一个难题,且随着矿井开采深度的日益增加,这类巷道的支护问题将会越来越突出,因此,研究深部高应力软岩巷道的稳定机理和控制技术具有非常重要的现实意义,将会促进巷道支护技术水平的提高,直接改善矿井生产和安全条件,为矿井高产高效生产和安全服务。