标题中提到的“复杂地质条件下锚网索支护技术的应用”,是指在地下工程尤其是煤矿开采过程中,面对复杂的地质力学环境,使用锚杆、锚索以及金属网等支护手段,以保证巷道的稳定性和安全性。由于煤矿开采深度的不断加大,巷道所处的围岩地质力学环境变得更为复杂,特别是在高应力区域,煤层和岩石结构容易变得松软破碎,这对巷道支护提出了更高的要求。
在描述中提到的关键词“复合顶板”指的是由多种岩石组成的岩层结构,这种顶板结构在受到采动压力影响时容易发生破碎和变形。沿空掘巷通常指的是在已经采空的区域旁边开掘新的巷道,这样做能够利用采空区域形成的低应力区,减少支护难度和成本,但同时也增加了对巷道稳定性的要求。该文章主要研究了在高应力作用下松软破碎煤层巷道的支护技术,目的是为了保证在这样地质条件下的煤矿开采安全。
锚网索支护技术是一种将锚杆、金属网以及锚索结合起来的支护方法。锚杆用于加固围岩,防止围岩松动;金属网用于防止较小岩石的掉落;锚索则提供额外的加固作用,加强围岩的整体稳定性。文章提到的“组合拱理论”是分析和设计支护结构时使用的一个理论模型,该理论认为,通过合理布置锚杆等支护材料可以在围岩中形成一种类似拱形的稳定结构,提高围岩的稳定性。
在内容部分,文章首先介绍了八矿己15煤层的基本地质条件,包括瓦斯含量、倾角、顶板结构等,并指出了该煤层开采所面临的特定困难。具体来说,己15煤层由于其大断面、大倾角和复合顶板的特性,在采动压力影响下,围岩容易破碎和变形。这要求采取更为复杂和高效的支护技术。
文章随后介绍了合理的巷道布置原则,即在低应力场布置巷道,以减少变形量。这通常通过严格控制煤柱宽度来实现。煤柱太小可能导致围岩稳定性不足,而煤柱太大又会使巷道受到更大的压力,两者都不利于巷道的维护。
在支护机理方面,文章详细探讨了如何通过打超前卸压孔、采用台阶法施工、使用高强度锚杆等多种措施,来达到提高支护效果的目的。高强度锚杆用于改变顶板的失稳状态,使其趋于稳定的整体性。而锚索则利用其强力悬吊作用,沿巷道纵轴线形成连续的强支撑点,大预紧力减缓顶板扩容,减少顶板对煤帮的压力,从而减少片帮。
支护方案的确定则是基于上述机理的研究,选用适当的锚杆规格、锚固剂、托盘规格等,通过精确计算确定锚杆和锚索的排距和布置方式,以确保巷道的稳定。文章中提到了具体的锚杆和锚索参数,包括锚杆的直径、长度、屈服和抗拉强度,以及锚固剂的类型和数量等,这些都是根据围岩特性和支护需求来确定的。
文章提到了实际应用的效果,表明通过综合采用上述支护技术和方法,可以有效地提高大断面沿空掘巷的稳定性,并且取得了良好的经济效益。
总体而言,文章深入探讨了在复杂地质条件下,如何有效地应用锚网索支护技术,保证煤矿巷道的稳定性和安全性。这不仅对煤矿开采工程具有重要的指导意义,也为相关的地下工程支护提供了宝贵的参考。