摘要：潘三矿西翼-810 m皮带机大巷（西二～西三段）受上下采空区的影响，其所处的工程条件复杂，巷道支护困难。对此，建立理论模型，对巷道围岩力学状态进行分析，得出围岩应力和损伤破裂半径的表达式。分析了在上下采空区的影响下，岩体卸压扰动和强度劣化对塑性损伤区及松动破裂区半径的影响。提出了锚网+锚索桁架+喷浆+注浆锚索注浆的复合支护技术，为上下采空区影响下的巷道提供一些支护指导。
关键词：巷道围岩；损伤破裂；支护方案
1工程背景
2 理论分析
2.1巷道的力学模型
建立力学模型（见图2），对受上下采空区影响的巷道进行围岩力学理论分析，假设巷道围岩为均质各向同性介质。所受原岩应力为p0，是受上下采空区影响后作用在巷道开挖体附近的围岩的远场应力；巷道半径为R0，巷道开挖后，在围岩压力作用下，围岩发生损伤破裂，产生的塑性损伤区半径为Rd，松动破裂区半径为Rb。
2.2 岩石本构模型的选取
潘三矿西翼-810 m皮带机大巷砂质泥岩的单轴压缩应力-应变曲线（见图3）可分为三个阶段：O’O段为岩石初始裂隙压密阶段或初始损伤阶段；OA段为近线性的弹性变形阶段；AB段为峰值应力后的劣化损伤阶段，岩石承载力随着变形的增大而迅速下降，但并不降到零，说明破裂的围岩仍然具有一定的承载能力。
实测单轴压缩应力-应变曲线岩石在外力作用下，由于内部缺陷的产生和发展而发生不可逆的材料力学性能的劣化损伤，当这种损伤累积到一定程度时，岩石产生宏观裂纹而发生破坏。如果忽略O’O段的初始裂隙压密阶段，则砂质泥岩的实测应力-应变曲线可用Bui弹塑性损伤本构模型进行描述，在单轴压缩情况下，Bui损伤本构模型应力-应变曲线简化为双线性模型（见图4）。
2.3基本方程
当巷道围岩应力超出围岩的极限强度后， 围岩出现损伤， 内部裂隙不断产生和发展， 使得围岩的有效承载面积减小， 损伤导致围岩出现不可逆的承载能力下降， 根据损伤力学应变等效性假说[7]，因此，对于塑性损伤区的围岩，所受到的应力应该是有效应力，）3） 松动破裂区分析。当巷道围岩损伤发展到一定程度时，出现松动破裂，此时的围岩其强度处于残余值，对应岩石单轴应力-应变曲线的残余强度状态。采用峰值强度与残余强度之间的关系表示围岩的损伤变量。定义松动破裂区围岩的损伤变量为DB
2.5 塑性损伤区松动破裂区范围确定
通过巷道围岩塑性损伤范围和松动破裂范围来分析巷道围岩稳定性，是将巷道开挖后围岩应力作用在围岩上产生的后果，作为单一的综合指标进行判定。这个综合指标包含有原岩应力、围岩性质等影响，综合了多种因素。用塑性损伤范围和松动破裂范围，作为判定工程围岩的指标是较为理想的选择。为此，通过前述理论分析所得的结果来建立塑性损伤区和松动破裂区半径的表达式。在巷道围岩松动破裂区内，认为围岩损伤程度相同，均为
巷道围岩损伤破裂分析根据岩石力学测试结果可知，
4 巷道支护方案设计根据潘三矿西翼-810 m皮带机大巷的观测分析，变形破坏较小段区域符合围岩中等稳定区域，掘进阶段矿压显现不太强烈、底鼓不太明显的区段，设计的永久支护采用锚网+锚索桁架+喷浆+注浆锚索注浆复合支护，其工序为：① 金属网+锚杆+喷砼； ② 锚索-注浆锚索桁架+复喷浆； ③ 滞后注浆。
4.3 滞后注浆
5结语
在受上下采空区影响的岩体中开掘巷道，其受力特点复杂，且由于上覆和下伏煤层先前的开采影响，巷道顶底板岩层裂隙发育，即使岩块强度较高，但由于煤层开采的影响，巷道围岩体也表现出软弱破碎的特点，使得巷道在常规支护手段下不能很好地满足安全使用的要求。本文通过理论分析了潘三矿西翼-810 m皮带机大巷（西二～西三段）围岩应力和塑性损伤及松动破裂范围的特点。提出了锚网+锚索桁架+喷浆+注浆锚索注浆的复合支护技术，以期为潘三矿西翼-810m皮带机大巷（西二～西三段）提供一些支护指导。
