立項(xiàng)背景：
晉北煤業(yè)公司主要沿5#煤頂板掘進(jìn)，煤層厚度平均為4.7米，埋藏淺局部蓋山厚度為40—60m且裂隙發(fā)達(dá)，在施工過程中，及易遇圍巖及煤層風(fēng)氧化情況，圍巖處于松散狀態(tài)，在上部圍巖作用下，頂板極易塌落，巷道成形差且支護(hù)變形量較大，極大的影響了安全生產(chǎn)。
二、項(xiàng)目研究的主要內(nèi)容：
通過風(fēng)氧化帶高分子化學(xué)漿或中空注漿礦用錨索支護(hù)技術(shù)研究的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)、理論分析與數(shù)值模擬等方法以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，獲得風(fēng)氧化帶巷道支護(hù)優(yōu)化參數(shù)，確保巷道施工安全和圍巖穩(wěn)定性，減小巷道返修率，形成技術(shù)可行、安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理風(fēng)氧化帶巷道支護(hù)技術(shù)。
1）多層組合拱結(jié)構(gòu)支護(hù)體系
注漿錨索注漿充填不同深度圍巖裂隙，形成一個(gè)多層有效組合拱，即錨索壓縮圈及注漿加固圈，形成的多層組合拱擴(kuò)大了支護(hù)結(jié)構(gòu)的有效承載范圍。
2）防風(fēng)化水侵
利用漿液封堵充填圍巖的裂隙，隔絕空氣防止圍巖風(fēng)化，防止圍巖被地下水侵蝕而降低圍巖的自身強(qiáng)度。
3）提高圍巖自身支護(hù)體強(qiáng)度
注漿后將松散破碎的圍巖膠結(jié)成整體，提高了巖體的內(nèi)聚力、內(nèi)摩擦角及彈性模量，從而提高了巖體強(qiáng)度，可以實(shí)現(xiàn)圍巖本身作為支護(hù)結(jié)構(gòu)的重要組成部分。
4）提高支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度和平衡性
注漿錨索本身為全長(zhǎng)錨固，從而將多層組合拱聯(lián)成一個(gè)整體，共同承載，避免應(yīng)力集中，提高了支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度和平衡性。
5）支護(hù)體受力平衡，避免應(yīng)力集中導(dǎo)致局部破壞
注漿后使得作用在支護(hù)體上的壓力能有效平衡地傳遞到兩墻，通過對(duì)墻的加固，又能把荷載均勻傳遞到底板。支護(hù)體厚度的加大，不僅減小作用在底板上的荷載集中，而且減小底板巖石中的地應(yīng)力，減弱底板的塑性變形量，減輕底鼓。
三、解決的關(guān)鍵問題及創(chuàng)新點(diǎn)：
結(jié)合典型采區(qū)巷道的地質(zhì)條件和支護(hù)現(xiàn)狀，分析淺埋風(fēng)氧化煤層巷道圍巖穩(wěn)定性主要影響因素，提出適應(yīng)淺埋風(fēng)氧化帶煤層巷道圍巖類型的支護(hù)優(yōu)化方案。采用高分子化學(xué)漿或中空注漿礦用錨索加固圍巖，一方面錨索安裝后能夠及時(shí)施加預(yù)緊力，為圍巖提供支護(hù)阻力；另一方面通過注漿實(shí)現(xiàn)了錨索的全長(zhǎng)錨固，漿液的擴(kuò)散固結(jié)了破碎、松散巖層，提高了巷道圍巖的整體性和強(qiáng)度以及自承能力。
