用于应对碱性水渗透导致的弱粘结顶板巷道的支护技术

《Scientific Reports》：Support technology for weakly cemented roof roadways under alkaline water infiltration

　　

摘要

碱性水渗透会加速弱胶结围岩的软化，降低支护构件的锚固性能，进而导致顶板分离和持续的巷道变形。以新疆大南湖第七煤矿第七煤层北翼运输巷为研究对象，本研究提出了一种分阶段控制策略，包括加强初次支护、动态监测以及二次加固。通过数值模拟、现场监测和拉拔试验，分析了在原始支护、优化后的初次支护以及加固支护条件下的围岩变形、顶板分离发展情况以及锚固性能。在原始支护体系下，巷道变形主要由顶板下沉引起，浅层顶板分离比深层更为明显，且在水渗透作用下缆绳的锚固能力会下降。加强初次支护可显著减少巷道变形，并限制塑性区的扩展。二次加固则能有效抑制不稳定区域的进一步变形，将顶板分离的发展控制在浅层区域。拉拔试验表明，优化后的支护方案能够保持维持巷道稳定所需的锚固能力。这些结果说明，所提出的分阶段策略为受碱性水渗透影响的弱胶结巷道的长期稳定性控制提供了一种实用的方法。