为探索高应力软岩巷道底鼓治理方法,以潘一东矿西翼主胶带机大巷三联巷为研究对象,在调研其工程地质条件及底鼓概况的基础上,采用FLAC3D5.0软件分析了其底鼓机理;研发出适用于底板加固的端锚锚索束,提出了以端锚锚索束为主的底鼓控制方案;采用数值方法验证了底鼓控制效果,并将底鼓控制方案应用于工程实践。研究结果表明:三联巷底鼓属于挤压流动性底鼓,在两帮挤压效应作用下,底板整体凸起;端锚锚索束高支护刚度与高延伸性为相互制约关系,兼顾二者可以确定端锚锚索束参数;巷道底板加固会弱化两帮的挤压效应,改善帮顶支

深部高应力巷道掘进遇软岩时,顶帮部的支护技术基本能够控制巷道的变形量,然而深部软岩巷道底板变形难以控制,因此巷道底鼓就成为矿井深部软岩巷道变形破坏的主要因素,通过对阳煤集团五矿深部软岩巷道的底鼓机理进行现场观察及分析,提出了底板锚注加固技术,实践证明,该技术能有效治理深部软岩巷道底鼓问题。

为得到困难条件下大变形巷道围岩的变形机理与控制对策,以困难条件下巷道的类型划分和特点为基础,总结了巷道围岩表面变形特征和内部的变形与结构特征,详细分析了高应力大变形破坏、底鼓型巷道系统失稳、采动巷道的变形破坏、结构面错动变形机制、围岩与支护结构不耦合五类主要变形机制。结合巷道围岩控制理论研究与工程实践,提出了目前困难条件下矿井巷道支护存在的主要问题、难点与控制关键。最后,结合工程实践,分别介绍了高应力软岩巷道、大断面斜井穿越采空区、承受采动影响巷道的围岩支护技术及应用效果。

为了控制巷道围岩稳定性,提出巷道全断面注浆锚固技术。通过理论研究、数值模拟与工程实践,分析巷道底鼓破坏机理并确定最佳支护方案。研究表明:高应力软岩倾斜巷道底鼓是由于帮部岩层滑移后释放内部弹性势能,造成巷道底板岩层弹、塑性势能大量积聚,采用拱形巷道断面及全断面注浆方式,有效控制了巷道底鼓的持续增长,巷道顶板及两帮围岩大变形也得以全面控制,保证了巷道围岩的稳定性。