万福矿深埋大断面T型交叉点高预应力NPR支护机制及应用

为解决深部大断面软岩巷道交叉点大变形问题，以万福煤矿千米深井巷道交叉点为工程实例，首次在巷道支护中运用微观负泊松比（negative Poisson’s ration,NPR）钢锚索。采用室内试验、理论分析、数值模拟及现场试验相结合的方法，分析了深埋巷道交叉点的围岩变形机制，提出了以微观NPR钢锚索为核心的控制对策。通过室内静力拉伸试验对微观NPR钢锚索的力学特性进行研究，结果表明，微观NPR钢锚索拉伸全过程表现为高恒阻，均匀拉伸，无屈服平台，破断时无明显颈缩现象。通过理论推导，基于T型巷道交叉点围岩最大影响范围，建立微观NPR钢锚索支护T型巷道交叉口最大影响范围计算模型。通过数值模拟，再现T型巷道交叉口的破坏演化过程，分析对比普通支护/微观NPR钢锚索支护效果。现场开展支护应用试验与监测，验证了长短微观NPR钢锚索联合支护对策具有良好的交叉口围岩大变形控制效果，为交叉口围岩安全稳定控制提供了新支护材料和支护手段。