深井软岩高应力马头门支护破坏机理及防治技术

牛宜耕

[摘 要]针对张集矿矿深部高应力作用下副井马头门维护困难的问题，对马头门破坏机理分析，并提出了防治对策。现场应用结果表明：利用注浆、锚索网等多种方式进行支护加强马头门、井筒以及巷道相接处的围岩强度，使马头门的变形破坏得到了明显遏制；后期的应力变形监测显示，各项治理措施取得了良好的效果。

[关键词]高应力；软岩；支护；注浆；马头门

中图分类号：TD353 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）18-0387-01

1 地质条件概况

张集矿中央区设计采用立井、集中大巷和主要石门方式布置，矿井采用分区开拓的方式。二副井车场标高为-825m。井底车场层位贯穿4煤底板，井底车场围岩以软岩为主，岩性主要为花斑泥岩、炭质泥岩、泥岩、砂质泥岩。二副井马头门上半部位于花斑泥岩中，拱基以下为砂质泥岩。马头门主体设计净断面最大达宽×高=7.6m×9.5m，掘进断面最大达宽×高=9.24m×10.32m，设计为直墙半圆拱形。一次支护采用锚网索喷，永久支护为单层钢筋砼。

2 深井高应力马头门破坏机理分析

通过对深部开采软岩巷道的变形破坏机理的研究发现，巷道变形破坏主要是由于支护体力学特性与围岩力学特性在强度、刚度以及结构上出现不耦合所造成的；且变形首先从关键部位开始，进而导致整个支护系统的失稳。据此，研究人员提出了要保证深部软岩巷道围岩的稳定性，必须实现支护体与围岩的耦合，即锚网索耦合支护理论。从马头门硐室的变形和破坏特点可以看出，硐室发生严重变形和破坏的主要原因包括围岩裂隙发育、强度低、地应力大、支护结构与参数不合理等几个方面。……