断层带软弱围岩变形特征及支护优化研究

断层附近软弱围岩变形特征的研究对于巷道支护优化和防止围岩大变形具有重要意义。本文以河南城郊煤矿为工程背景,对二水平西翼轨道大巷在掘进过程中断层带围岩表面位移、顶板离层、围岩松动圈分布进行了现场监测。结果表明:在巷道掘进卸压作用持续影响下,断层构造应力逐渐减弱,巷道变形速度随着掘进面的推进先增大后减小,断层带内巷道变形的主要作用力来自断层构造应力;深部围岩受断层构造的影响较大,裂隙较为发育,顶板处于不稳定状态,浅部围岩由于巷道开掘卸压离层量较小。断层附近松动圈受断层构造作用较大,围岩顶板出现大松动圈。本文结合地质条件和现场监测结果提出了U形钢与锚网索相互配合的支护优化方案。     

动压影响下双断层区域覆岩运移特征研究

通过现场监测和相似模拟的手段,分析了双断层区域内锚杆载荷的变化与上覆岩层运动及变形破坏特征之间的关系,研究了双断层共同作用下顶板应力突变特征,揭示了顶板岩层不规则断裂的机理。研究结果显示,顶板锚杆载荷的变化与顶板活动关系密切,顶板活动越剧烈,锚杆载荷变化越大;如果顶板较为坚硬,且不易断裂,则锚固于顶板中的锚杆受顶板破坏的扰动相对较小,载荷增量相对较低;两条断层的存在破坏了顶板的连续性,前期由于第一条断层的滑动,使得两条断层之间的岩层卸压,从而出现松散,裂隙横生,不规则断裂以及应力频繁突变的现象。因此,两条断层间的锚杆载荷变化比一条断层影响下的载荷变化剧烈,且两条断层之间的锚杆受动压影响的范围为20 m,一条断层影响下锚杆载荷受动压影响的范围大约为40 m。