煤矿深部软岩巷道支护方法浅探
煤矿软岩巷道支护探究

煤矿软岩巷道支护探究随着对矿产资源的不断挖掘,煤矿巷道挖掘成为工作中的关键,巷道中受高应力作用出現软岩巷道容易出现围岩松软、支护困难等情况,巷道软岩稳定性差、容易发生变形,对巷道围岩的变形难以控制,本文主要根据软岩巷道稳定性差和易变形的特点,深入研究巷道围岩的力学支护原理、支护材料的选择和正确运用支护技术,对施工中常见的问题进行分析探究,并根据不同巷道选择合适的支护方式提出不同方案,有效解决高应力软岩巷道所产生的问题。
标签:高应力;软岩;支护方式;锚杆支护0 引言在我国煤矿底层中软岩分布广泛,煤炭储量在1000M以下的占比55%左右,随着我国开采深度的增加,我国大部分矿井巷道基本岩层结构多为软岩,深部巷道受高应力和高温度等影响,容易出现开采困难和巷道明显变形的问题,为解决软岩巷道下出现的巷道围岩变形大、稳定性差的问题,软岩支护成为困扰我国煤矿生产的问题之一,软岩巷道支护措施不当易造成巨大的返修量,还使得整个矿区陷入困境,因此,做好巷道软岩支护工作是煤矿矿井采掘工作的关键。
1 巷道变形的原因和支护原理(1)软岩巷道变形的原因。
煤矿开采中面临的一大难题是在高应力作用下的软岩巷道有效支护方式,巷道顶板的不稳定情况会影响到巷道顶板的稳定性,巷道两边的移动或顶板下沉容易导致巷道断面收缩,使得两帮的变形更加严重,从地板岩层方面的受力情况看,巷道地板处于未支护状态,随着巷道的不断挖掘,原本作用于地板岩层上的应力会恢复弹性,但水平应力却增加,会出现变形的情况;若挖掘的方向处于倾斜状态,巷道顶板的岩层会受到较大水平应力影响,出现顶板破坏的现象。
根据地质力学的评估,地应力和高应力是导致围岩和支护发生变形的主要原因,随着采矿深度的不断增加,地应力影响严重的会导致变形甚至是坍塌情况发生。
(2)支护原理。
巷道采掘中,岩体的原始岩应力会重新分布并会出现被破坏的情况,不仅促使围岩自身的裂痕扩展和向巷道空区变形,随之而来的受力情况也会发生变化;对于硬岩巷道由于其高强度可以控制松动区的出现,而软岩巷道的支护,要求向回应力形成一定的塑形区且达到最大承载力为最佳。
浅谈煤矿软岩巷道支护技术

浅谈煤矿软岩巷道支护技术随着煤矿开采技术的成熟,开采深度的不断深化、开采规模的扩大,巷道损坏程度逐渐的扩大。
软岩巷道支护一直是巷道工程的一个疑难点。
软岩巷道的支护与使用维护优劣程度,直接影响到煤矿安全高效生产。
文章通过对软岩巷道的概念、支护原理、支护原则、支护类型、支护对策等方面进行论述。
标签:软岩巷道;支护;原理;原则1 软岩的基本概念软岩是在特定的环境下,塑性变形明显的岩体。
这种岩体多是泥岩、粉岩等。
软岩的特点可以用软、弱、松、散概括。
在煤矿巷道支护施工中,巷道围岩就是需要施工的岩体;工程力是指岩体上的重力、应力、水作用力、膨胀应力等。
软岩通常分:低强度高膨胀性软岩、高应力软岩、极破碎软岩、复合型软岩四类。
1.1 低强度高膨胀性软岩,围岩质地破碎、强度偏低、遇水变形,对施工中的震动耐受力差。
巷道围岩变形迅速,给支护带来很大困难。
由于软岩中的泥质成分和结构面确定了软岩的特征,导致软岩产生塑性变形。
软岩通常具有可塑性、膨胀性、崩解性、流变性、扰动性等特性。
1.2 我国煤矿开采深度逐年增加,使得一些矿井重力引起的垂直应力骤增,构造应力场错综复杂;在高应力条件下,扰动影响剧烈,围岩破坏程度加剧,涌现新裂纹致使煤岩体积扩大,扩容膨胀。
1.3 极破碎软岩巷道围岩内节理不同、裂隙等结构面,围岩支体破碎、稳定性差。
巷道掘进工作中可能发生冒顶和片帮,给支护作业带来诸多不便。
1.4 复合型软岩指上述3种软岩类型各种组合。
2 软岩巷道支护原理与支护原则2.1 支护原理软岩巷道支护的重点在于发掘自承能力。
支护原理:依据岩层特性,地压来源,运用科学设计方法,使支护体系和施工过程能够适应围岩变形的种种情况,从而达到控制围岩变形、维护巷道稳定的宗旨。
(1)改变思想,支护结构和强度和围岩自承能力相适应,与围岩变形及强度相结合,实践证明,单纯提高支护刚度的做法是难以达到预期效果;(2)适当卸压、加固与支护相结合的方法相辅相成,运筹帷幄,高应力区,需要卸力合理,对变形大的区域,要让度适量,支离破碎区域,进行整体加固;(3)对于围岩变形量测定,及时掌握围岩变形的活动状态,根据测定结果予以反馈,以确定二次支护结构的相关技术参数;(4)坚持综合治理、持续监控的支护思想。
煤矿深部软岩支护技术探讨

煤矿深部软岩支护技术探讨煤矿深部软岩支护技术是煤矿安全工程中的重要部分,为保障矿井内煤炭生产的安全进行和工作人员的健康性及工作环境的良好性以及防止地质灾害的发生,煤矿深部软岩支护技术是煤矿安全工程中需要重点关注的环节之一。
在煤矿深部软岩围岩支护技术方面,国内外学者展开了深入的研究和实践,取得了一定的突破和成功,但仍然存在一些问题有待解决。
一、软岩围岩特点及其对支护的影响:煤矿深部软岩包括几种类型,如泥岩、膨胀岩、湿陷性地层等,其物理力学性质较差,具有强烈的蠕变和塑性变形能力。
软岩在受到应力作用下易于发生弱化、松动、变形等现象,对矿井的稳定构成威胁。
对软岩围岩需要进行有效的支护措施,保证矿井的安全运行。
二、软岩支护技术发展现状:目前,国内外对于软岩支护技术研究较为深入,主要包括钢支撑法、锚杆支护法、喷射支护法等。
这些技术中,钢支撑法是比较常用的一种方法,其通过设置钢支撑来增强围岩的强度和抗变形能力,有效控制软岩围岩的变形和破坏。
锚杆支护法则通过埋设锚杆使围岩与锚杆形成整体支撑体系,起到支护的作用。
喷射支护法则利用喷射材料填充软岩围岩的空隙,增强围岩的强度。
三、优化软岩支护技术的方法:优化软岩支护技术需要综合考虑围岩特点和矿井环境的具体情况,采用合适的支护措施。
应对软岩围岩的物理力学特性进行深入研究,了解其力学行为和变形特点,为选取合适的支护方法提供依据。
可以通过开展模拟实验和现场测试,了解支护效果,优化支护方案。
可以借鉴先进的支护技术和设备,如深部岩体锚固技术、动力支护技术等,来提高软岩支护效果。
四、软岩支护技术的研究方向及未来发展趋势:目前,软岩支护技术的研究方向主要包括以下几个方面:1. 开展软岩围岩的力学行为研究,深入了解其变形特点和力学行为。
2. 利用数字仿真技术对软岩围岩进行模拟分析,优化支护方案。
3. 研究新型支护材料的应用,提高软岩支护的效果。
4. 探索智能化支护技术的应用,提高支护的自动化程度和效率。
煤矿深部岩巷围岩稳定与支护对策

煤矿深部岩巷围岩稳定与支护对策随着我国工业化进程的加快和能源需求的增长,煤矿深部开采已成为煤矿生产的主要形式之一。
煤矿深部开采也带来了一系列的岩巷围岩稳定与支护问题。
煤矿深部岩巷围岩稳定与支护对策的研究和实践对于确保煤矿生产安全、提高生产效率具有重要意义。
本文将从煤矿深部岩巷的特点、围岩稳定机理、常见的围岩稳定问题和相应的支护对策等方面展开探讨。
一、煤矿深部岩巷的特点煤矿深部岩巷指的是距离地表较深的煤层巷道。
由于深部地压和岩层构造的复杂性,煤矿深部岩巷与浅部岩巷相比具有以下特点:1. 地应力较大:地表以上的地应力是受到岩层自重等因素的影响而逐渐减小的,而在深部开采场所,地应力往往非常大,这对围岩稳定提出了更高的要求。
2. 岩层构造较复杂:深部地层通常都经历了了复杂的地质作用,形成了较为复杂的岩层构造,这使得深部岩巷的围岩稳定问题更为复杂。
3. 地质构造异常多:在深部地层中,地质构造异常多,如断层、褶皱、节理等,这也给岩石的稳定性带来了挑战。
以上这些特点使得煤矿深部岩巷的围岩稳定问题成为了深部开采的难点和瓶颈。
二、围岩稳定机理煤矿深部岩巷的围岩稳定机理是深部开采的重要理论基础。
围岩稳定主要受到以下几方面因素的影响:1. 地应力:地应力是指地下岩石受到的压力。
在深部开采中,地应力是影响围岩稳定的主要因素之一。
地应力大小与深度成正比,因此深部开采受到的地应力通常较大。
2. 岩层构造:地质构造异常多的深部岩巷,岩层构造对围岩稳定起着至关重要的作用。
褶皱、断层等地质构造对围岩形成和变形带来了很大的影响。
3. 岩体力学性质:岩石的力学性质是影响围岩稳定的另一个重要因素。
岩石的抗压强度、断裂带特性、岩石的变形特性等都对围岩稳定有着重要的影响。
4. 采动影响:煤矿深部开采的过程中,采动对围岩产生了很大的影响。
采动导致了围岩的应力分布发生了变化,从而引发了岩体的破裂和变形。
以上这些因素共同影响着煤矿深部岩巷的围岩稳定,了解这些因素对选择合适的支护对策具有重要的意义。
浅谈巷道支护方法

浅谈巷道支护方法一、概述淮北袁店煤矿属于高瓦斯、双突矿井。
巷道压力较大,施工中要强化过断层带的顶板管理工作,优化支护形式。
矿区域水文地质条件较复杂。
砂岩中高角度裂隙发育,但裂隙发育具不均一性。
且富水性较弱,煤系砂岩裂隙水处于半封闭状态,另外,构造造成的围岩破碎,其碎胀压力也容易使围岩产生碎胀变形。
对于如此大的构造应力和松散围岩,采用被动的或单一的支护方式是难以奏效的。
二、支护方式的选择为适应巷道难维护的特点,应优先选择具有如下特点的支护形式:1、直接作用于周边浅部围岩,针对破坏特点、强度弱化的原因及时有效地采取加固措施。
2、在巷道围岩的变形过程中维护,在不同阶段分别采取“护”、“让”、“支”、“限”的技术,以适应围岩的变形特征,并最大限度地利用围岩的自承能力,实现围岩稳定。
3、主动加固并直接改善围岩破裂体力学性能,以最大限度地提高围岩的承载能力,促使围岩形成整体结构。
4、由于构造应力的方向性、岩体赋存的不均匀性和分层性,巷道周围会出现一些薄弱部位,应及时采取主动支护手段,有效地强化这些关键部位。
三、巷道支护设计(一)采用的支护技术路线由于袁店矿井煤层埋藏深、地压大,地质条件复杂,根据施工单位的实际管理经验和操作技术特点及以动态分步加固、过程控制的软岩巷道综合控制思想,结合巷道难维护的特点、支护选型原则,本设计采用分段支护的思想,因地制宜,以锚网+锚索+喷射混凝土主动支护为主,多种支护方式并用,既保证巷道支护的稳定可靠,又兼顾经济合理适应快速掘进的需要。
(二)具体支护形式根据巷道围岩赋存情况,将矿区围岩稳定性分为三种区域,分别采取不同的支护形式。
1、围岩分类:围岩分类岩层描述巷道开掘后围岩的稳定状态(3-5m跨度)岩种举例类别名称Ⅰ稳定岩层1、完整坚硬岩层,不易风化2、层状岩层层间胶结好,无软弱夹层围岩稳定,长期不支护无碎块掉落现象完整的玄武岩、石英质砂岩等Ⅱ稳定性较好岩层1完整比较坚硬岩层2、层状岩层,胶结较好3、坚硬块状岩层,裂隙面闭合,无泥质充填能维持一个月以上稳定,会产生局部岩体掉落胶结好的砂岩、砾岩等Ⅲ中等稳定岩层1、完整的中硬岩层2、层状岩层以坚硬岩层为主,加有少数软岩层3比较坚硬的块状岩层围岩的稳定时间仅有几天砂岩、砂质页岩、粉砂岩、石灰岩、硬质凝灰岩Ⅳ稳定性较差岩层1、较软的完整岩层2、中硬的层状岩3、中硬的块状岩层围岩很容易产生冒顶片帮页岩、泥岩、胶结不好的砂岩、硬煤Ⅴ不稳定岩层 1、易风化潮解剥落的松软岩层2、各种类破碎岩层炭质页岩、花斑泥岩、软质凝灰岩、煤、破碎的各类岩石(三)支护形式(1)、当围岩完整,稳定性高区域如:Ⅰ、Ⅱ类岩层(即岩层完整性好,开挖后不立即支护也能保持完整,没有明显破裂和变形),采用锚网喷+锚索+注浆支护。
深部软岩巷道支护技术研究

深部软岩巷道支护技术研究随着我国各地大型基础设施建设和城市化进程的加快,深部软岩工程越来越多地进行施工。
深部软岩是一种弱可塑的岩层,其弱点在于易于变形和破坏,并且在岩石裂隙和孔隙中含有较多的水分。
因此,在深部软岩隧道施工过程中,支护和加固工作变得至关重要。
本文将探讨深部软岩巷道支护技术的研究。
一、深部软岩的特性及对地下工程的影响深部软岩是一种性质结构较为松散的岩石,通常因为受到各种外力的作用而引起变形和破坏。
这种岩石由于存在着许多的岩裂隙和孔隙,并且岩层中含有较多的水分,因此,在施工过程中对各种工程和机械设备带来了很大的影响。
深部软岩的变形特点包括:1、在过程中具有良好的延性和弹塑性;2、存在塑性变形和蠕变;3、容易出现冻胀和膨胀。
1、对岩石及周围土层的稳定性产生影响;2、使隧道直径变小,导致施工难度大;3、增加了隧道施工风险;4、增加了施工成本。
为了解决深部软岩施工中所面临的各种问题,人们提出了多种隧道支护技术,例如传统的液体注浆或混凝土衬砌,以及近年来流行的钢支撑和网片支护等。
这些方法在实践中证明,具有一定的优点和不足。
1、液体注浆液体注浆是一种配制可固化液体往岩层或隧道周围注入的方法。
注浆材料通常包括水泥和其他固化剂,在使用前需要先进行混合。
液体注浆的优点在于可以增加岩层或隧道的强度,防止其承受压力时发生破坏。
而其不足之处在于注浆材料可能会堵塞岩层中的孔隙和裂缝,导致岩石剪切的难度增加,同时设置注浆孔的成本也比较高。
2、混凝土衬砌混凝土衬砌是一种常用的隧道支护方法,可以隔离岩层和隧道内部,提高隧道的整体强度。
借助混凝土的压缩和弯曲强度,可以有效地改善深部软岩的变形行为,进而提高隧道结构的整体稳定性。
但是,混凝土衬砌的安装需要花费大量时间和人力,造价比较高。
同时,由于混凝土的膨胀系数和温度膨胀系数很大,需要对加固的同时考虑适当的膨胀量。
3、钢筋混凝土钢拱支护钢筋混凝土钢拱支护是一种较常用的方法,其结构包括拱形钢筋混凝土弓和支撑柱等。
深部软岩巷道支护技术研究

深部软岩巷道支护技术研究1. 引言1.1 研究背景深部软岩巷道是指岩石中深埋处于较高地应力状态下的巷道。
由于深部软岩的强度较低,岩溶作用较强,岩体结构较复杂,深部软岩巷道在工程施工中往往面临较大的支护难度和风险。
随着我国经济建设和交通基础设施建设的不断发展,深部软岩巷道工程的需求越来越大,对支护技术提出了更高的要求。
目前,国内外对深部软岩巷道支护技术的研究也逐渐增多,一些新的支护方法不断涌现,为工程实践提供了更多选择。
由于深部软岩巷道的特殊性和复杂性,现有的支护技术仍存在许多不足之处,例如支护效果不理想、施工难度大、施工周期长等问题。
对深部软岩巷道支护技术的研究仍然具有重要意义,有待进一步深入探讨和改进。
【研究背景】的明确,有助于引导研究人员深入开展相关工作,提高深部软岩巷道工程施工的技术水平和质量。
1.2 研究目的研究目的主要是通过对深部软岩巷道支护技术的研究,探讨如何有效地提高巷道的稳定性和安全性,降低工程施工风险,为工程建设提供可靠的技术支持。
具体包括以下几个方面的目的:1. 分析深部软岩巷道的岩体特征,了解其力学性质和变形规律,为选择合适的支护措施提供依据。
2. 探索深部软岩巷道支护技术的研究方法,寻找适合实际工程的有效解决方案。
3. 改进和创新现有的支护技术,提高巷道的支护效果和工程质量。
4. 基于实践案例的经验总结,提出结论,并为未来深部软岩巷道支护技术的研究方向和应用推广提供建议和借鉴。
1.3 国内外研究现状国内外在深部软岩巷道支护技术方面的研究取得了一定的进展。
国内主要集中在深部软岩巷道支护技术的应用实践和经验总结上,已形成了一套较为成熟的支护技术体系。
采用高强度锚杆支护、锚网喷锚等技术,有效控制软岩巷道的塌方和失稳问题。
而国外则更注重对深部软岩巷道岩体特征及支护技术的理论研究,以及新型材料和装备的应用。
在岩体力学、岩土工程、支护材料等方面取得了很多创新性成果。
目前国内外在深部软岩巷道支护技术研究中仍存在一些共性问题,如对于软岩巷道的合理支护结构设计以及支护材料的选择等方面的系统研究不足。
煤矿深部软岩支护技术探讨

煤矿深部软岩支护技术探讨随着煤矿深部开采的不断加深,软岩顶板支护问题逐渐凸显出来。
软岩层具有岩屑的强度和岩层的变形性能,易受到采煤工作面周围地应力的影响,容易发生塌方、滑坡、地压突出等地质灾害。
为了确保煤矿深部开采的安全高效进行,如何解决深部软岩支护技术问题成为了矿业工作者们亟待解决的难题。
本文将探讨煤矿深部软岩支护技术,并提出相关的对策。
一、软岩特点煤矿深部软岩通常指花岗岩、片岩、砾岩和泥岩等岩层。
这些岩层的最大特点就是岩石松软,存在着破碎和变形的特性,其强度和稳定性均较差。
软岩层还容易与水分结合,使得软岩层具有较强的胶结作用和吸湿性。
这就给软岩顶板支护带来了更大的困难。
二、软岩支护技术探讨1. 顶板支护方式选择采用合适的支护方式是保证软岩层煤矿深部开采安全的基础。
在软岩层的顶板支护中,应根据不同的地质条件、开采方式和支护材料等进行选择,以此保证支护结构的稳定性和可靠性。
通常采用的支护方式有锚杆支护、木方支护和钢支架支护等。
锚杆支护是一种简便易行、支护作用显著的方式,逐渐成为软岩层顶板支护的主要方式之一。
2. 支护材料选择在软岩层顶板的支护中,材料的选择至关重要。
传统的木方支护已经不能满足深部软岩层的支护需求,因为木方支护对于软岩层的变形和破碎性能较差,易使支护结构产生变形、松动等现象。
目前较为常用的支护材料是钢支架和钢筋混凝土支柱等,它们的强度和稳定性较好,能够较好地应对软岩层的支护需求。
3. 预防措施为了更好地保障软岩层的支护效果,可在软岩层的顶板支护中增加预防措施。
具体可采取以下措施:一是通过合理的支护结构设计和合理的支护参数设置,保证支护结构的整体稳定性和可靠性;二是通过加固岩体、改善岩体稳定性,提高软岩层的整体强度和稳定性,减少地质灾害发生的可能性;三是通过科学的通风与排水工程设计,减少地质灾害的发生概率。
1. 加强监测在软岩层的顶板支护过程中,应加强对支护结构和周围地质环境的监测,实时掌握支护结构的变形和受力情况,及时发现问题,采取相应的措施。
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煤矿深部软岩巷道支护方法浅探摘要:巷道支护要结合实际情况践行过程化分析,全面建立多元应用模式,保证相应的支护设计方案都能发挥其实际作用,提升支护效果的同时,减少安全隐患造成的损失。
为此,文章就煤矿深部软岩巷道支护方法展开探究。
关键词:煤矿;深部开采;巷道;支护方法1.软岩概述较为常见的软岩主要分为两类。
第一类是地质软岩,其具有强度较低、空隙率较大的特点,并且围岩结构的胶结效果较差,加之结构面切割或者是风化因素造成的影响,就会出现大量膨胀性黏土矿物,因此,将松散软弱岩层统称为地质软岩。
第二类是工程软岩,在巷道工程力的实际作用环境中,工程岩体出现异常的变形,此时,巷道工程力会集中作用在岩体位置。
与此同时,应力水平的增高,也会提升塑性变形的强度。
2.煤矿深部软岩巷道支护方法(1)明确支护原理针对煤矿深部软岩巷道的情况和特点,完善相应的支护方案,保证支护效果不仅能有效对围岩予以控制,还要对支护时间予以控制。
所谓最佳支护时间,就是将围岩自撑力和以变形为形式转化的工程力达到最大,确保最佳支护时间能满足工程实际需求。
本文以XC煤矿工程项目为例,工程项目SX层为可采煤层,平均厚度为7.1m,并且区域内地质储量较好,可供开采的煤矿储量约为6700万吨,分为东西两区。
其中,东区的倾角为15°以上、西区的倾角为15°以下。
结合煤矿企业制定的基础计划,需要对其进行水平方向的拓展,为了保证稳定性,要对深部开采软岩巷道进行变形控制,主要是因为检测发展拱部喷体出现了锚索、锚杆断裂的问题,且变形下沉量超过400mm。
另外,深部高应力软岩巷道支护处理工序中,巷道在开挖处理工作结束后,围岩的应力参数会重新布局,应力高度集中时巷道围岩进入塑性状态,而在应力向着纵向深层次区域偏移后,其应力的集中度就会随之降低,围岩的强度则会优化。
所以,在原有力学状态基础上,确保整个支护区域内塑性区域承载效果最佳,且围岩破碎区不会蔓延就是最佳支护时间段。
(2)确定相关参数对于高应力软岩结构而言,软化临界载荷参数、软化临界深度是非常关键的参数,要在全面分析对应属性基础上评估残余构造应力、膨胀应力等。
为了保证煤矿深部开采软岩巷道变形控制工作顺利开展,相关技术部门在落实支护方案前对工程地质情况进行了二次复查,依据物理岩石力学试验分析和现场地应力测试分析结果可知,整体区域性煤层结构较为简单,且煤层的条件也比较稳定,是较为典型的深部高应力软岩巷道,矿区内部走向为“北西-南东”走向为最大主应力方向,和测试中获取的构造应力场参数维持一致,这就说明构造应力主要是地应力。
基于此,建立匹配的变形处理方案才能减少经济损失。
另外,要确定最佳支护时间和最佳支护时段,在软岩巷道开挖操作中,巷道围岩变形一般会随着时间的累积逐渐增大,此时,若是按照变形速度对其进行划分,主要分为减速变形阶段、近似线性恒速变形阶段以及加速变形阶段,一旦围岩结构进入加速变形阶段,岩体自身结构的组织参数就会出现变动,甚至会形成新的裂纹,整体强度效果也会大大削弱。
所以,要依据(PR+PT)-t曲线峰值进行时间节点的判定,其中,PT表示的是挖掘巷道岩体后围岩向临空区运动的合力;PR表示的是围岩自撑力,也就是围岩本身的强度。
而在实际工程项目中,最佳支护时间的判定难度较大,为了提升判定效果以维持工程实践合理性,选择最佳支护时间段的判定,就是PR-t和PD-t交换点两侧对应时间点之间的时间段,[Ts1,Ts2]是最佳支护时间段,此阶段,支护工程施工中只要保持Ts段能建立巷道永久性支护结构,且(PD+PR)→Max、Ps-Min。
其中,PD表示的是以变形为形式软化的工程力。
(3)分析深部岩层应力特点第一,在岩层开采深度增加的情况下,岩层的应力状态也会逐渐接近水平应力状态,此时,岩层的地应力会随着深度的增加而呈现出增加的态势,两者形成正比例关系。
第二,深部岩层在进行对应操作的过程中,巷道受到采动影响的范围有限,一般是浅部开采的1倍到1.25倍。
第三,在实际应用技术处理工序中,要想建立完整且规范合理的技术方案,就要全面分析岩层的应力特征,深部岩层中岩体的力学性质出现变化,则匹配的围岩性质也会出现变化,岩体单轴抗压强度会随之增加,这就使得岩石的冲击倾向性逐渐增大,所以,支护处理模式的选择就要区别于浅部开采,更加关注深部岩层的应力情况,以保证处理工序的安全性和整体支护稳定性。
(4)优选支护技术为了保证相应技术内容和技术要点都能落实到位,要结合工程要求和支护标准,完善对应的支护技术方案,确定支护机理和支护时机都能贴合标准需求,避免经验参数不合理,保证合理修正和优化处理的并行,维持煤矿深部软岩巷道质量最优。
①让压支护因为煤矿深部软岩巷道的地质结构和工程条件较为复杂,围岩性质多变,为了提升其稳定性,就要保证支护系统能将变形控制在合理的范围内,借助让压支护处理模式,实现荷载均匀化的同时,确保锚杆、锚索等能在共同受力的前提下形成支护一体化结构。
尤其是在开挖初期,其变形速率较快,释放最剧烈,此时,若是单一化的依靠结构刚度或者是强度完成控制收效不佳,所以,要利用先让压后抗压结合的方式,确保长期稳定性,并且在锚杆的杆体上添加伸缩装置,发挥让压管的作用,完成围岩结构卸压释放处理,调控锚索的应用状态,延长锚索的使用寿命。
与此同时,让压支护处理机制也能对软弱围岩的破碎区、塑性区等位置予以综合控制,强化软弱面的抗滑能力,从而优化其整体强度,在调动自身承载力的基础上,发挥支护模式的价值优势,为稳定效果和缩减支护成本提供保障。
②预应力支护第一,预应力支护能对承载结构进行支护稳定性的控制,在煤矿深部开采软岩巷道施工操作中,围岩必然会受到剪切破坏,预应力结构能打造横向压缩处理模式,最大程度上抵抗横向压缩力,维持整体结构的抗剪效果,避免破碎问题向着深部蔓延。
第二,水平应力的处理也要结合围岩支护难度合理应用和提炼,保证水平应力巷道稳定性最优化。
比如,在支护结构应用过程中,依据设计标准适当施加合理的预应力,此时,就能利用应力结构对巷道的形变予以控制,确保最大水平应力的方向能和巷道的走向保持一致。
第三,在技术处理方案中,要保证锚杆参数、预应力大小都能贴合稳定预应力结构的基本参数标准,并且对锚杆长度内有效变形形变予以分析,避免横向弯曲变形[6]。
③高性能锚杆支护体系依据项目实践研究内容可知,对应煤层巷道围岩变形问题的分析中,要综合考量相关影响因素,不仅要着重考虑巷道围岩结构整体变形情况,也要全面分析巷道围岩局部松散扩容变形的问题,相关数据显示,结构因素造成的变形是总变形数量的40%,剩余均为扩散扩容变形。
而巷道的结构之所以变形,主要是因为巷道在开挖过程中,巷道围岩应力场必然会受到影响,而为了维持围岩结构的稳定性,就会存在定量的变形调整处理,结构变形在一定区域范围内,借助锚喷等基础支护技术对围岩予以结构变形的处理。
而松散扩容问题则是因为巷道从表面到深部转移应力的过程中会造成相应的变形问题,究其原因,就是因为开挖操作中巷道围岩的膨胀问题、风化问题、卸荷问题等会形成共同作用,这就使得松散扩容具有非常明显的时间节点。
一旦巷道开挖工作开始后缺乏实时性的支护处理,就会造成松散扩容变形向深部发展,最终形成大范围破碎带,冒顶问题、垮落问题较为严重。
所以,为了全面提升煤矿深部开采软岩巷道变形控制水平,就要在巷道开挖的初期对围岩予以实时性支护,提供合理的支护强度,有效控制松散扩容变形的蔓延。
3.煤矿深部开采软岩巷道变形控制模拟方案(1)设定模拟方案工序一方面,在柔性让压支护工序中,延伸率全面扩大,在18%以上,巷道围岩变形初期要对锚杆的延伸率予以集中管控,匹配高预应力安装锚杆完成处理工序,在变形量增加的过程中,越到后期其产生的张拉应力越大,此时,使用锚杆结构自身延伸量建立让压处理,避免后期拉断问题对其质量造成影响,并匹配围岩应力分析和位移特征分析等,综合评估作用机理。
另一方面,要利用大刚度支护处理方式进行综合评估,相较于锚杆分析,锚索承载能力的增大,就会造成延伸率受限,尤其是在变形初期,锚索强力支护作用必然会对整个结构中围岩的模型状态产生影响。
使用锚索支护大刚度处理方式就要对位移区域、塑性区域等分布予以分析。
(2)确定模拟方案内容要按照模型建立、原始应力平衡数值分析、支护分析、对比处理的流程全面分析不同支护方式的匹配结构和应用要点,全面提升技术研究和应用水平,最大程度上避免综合效果不符合预期的问题。
例如,对比分析不同支护方案应用后位移量参数。
①若是单一应用让压支护,则巷道围岩顶板的最大下沉量相较于没有支护模型的结构下降了13.9%;②若是单一应用大刚度支护处理机制,则巷道围岩顶板的最大下沉量相较于没有支护模型的结构下降了20.4%;③若是先进行一次让压支护再进行二次大刚度支护,则巷道围岩顶板的最大下沉量相较于没有支护模型的结构下降了41.6%。
通过结果可知,配合使用两种支护方式的效果最佳。
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