主要巷道支护技术研究措施

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巷道支护安全技术措施(新版)

巷道支护安全技术措施(新版)

( 安全技术 )单位:_________________________姓名:_________________________日期:_________________________精品文档 / Word文档 / 文字可改巷道支护安全技术措施(新版)Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that peoplemake mistakes巷道支护安全技术措施(新版)巷道支护采用锚、网、索、喷联合支护,一截割一初喷,一锚网,初喷厚度30—50mm,锚索紧跟综掘机,转载机后复喷成巷。

1、临时支护采用金属前探梁作为临时支护,前探梁为3根不少与4米长的4寸钢管或者用不少于15kg/m的钢轨,每根前探梁用不少于2个吊环固定在锚杆上,然后用方木把顶板接实,方木规格1200×150×50mm。

当地质条件变化顶板破碎时,综掘机截割后,立即将迎头顶板进行喷浆封闭,初喷厚度30—50mm,然后用带冒木点柱或单体液压支柱做临时支护,每排不少于2根,点柱打在实底上,用木楔打紧,木点柱的规格为直径不低于180mm的优质圆木,柱冒规格为500X200X50mm优质方木。

2、永久支护永久支护到迎头,支护前顶板岩性较好时,最大控顶距不大于2100mm,岩性较差时最大控顶距不大于1200mm,支护后迎头最大空顶距不大于300mm。

永久支护的质量要求:1)高强锚杆20×2400mm,杆体及配件的材质、品种、规格、强度、结构必须符合设计要求。

2)锚索钢绞线17.8×6300mm,材质、规格、结构、强度必须符合设计要求。

3)锚固剂:树脂药卷锚杆用K2550,锚索用K2350。

4)安装质量:密贴壁面楔紧。

5)抗拔力:40KN。

6)锚杆间排距:锚杆间距860±100mm。

巷道锚杆支护安全技术措施

巷道锚杆支护安全技术措施

巷道锚杆支护安全技术措施依据我矿工作支配,打算对C8运输顺槽掘进巷道、C8回风顺槽掘进巷道和采区回风巷道进行锚杆喷浆支护。

特制定本平安技术措施。

一、锚杆机操作1、检修锚杆机时必需退至平安地点。

2、按规定数量、型号、周期注油换油;按规定进行油脂过滤;定期清洗液压系统过滤器;严禁用一般棉纱擦试液压元件。

3、打锚杆时,严禁将手放在钻臂防护板与顶板之间,严禁用钻杆或其他物品硬顶锚杆。

4、液压泵工作期间,两钻臂及工作范围内严禁有人;严禁在钻箱和钻臂上爬站。

5、两站摇摆时既不能碰撞两帮,也不能靠的太近,以免钻架相互碰撞。

6、锚杆机工作过程中遇到紧急状况时,必需马上停机。

7、施工中如遇顶板消失淋水或淋水加大、围岩层(节)理发育、突发性片帮掉碴、巷道不易成形、钻孔速度特别、放煤炮顶底板及两帮移近量增加显著等到状况,应马上停止作业,向有关领导及管理部门汇报,并实行加强支护措施,必要时应马上撤出人员。

二、锚杆安装1、卸下钻杆,安装带托盘及快速预紧力螺母的锚杆,操纵钻机给进阀杆,将锚杆升起使锚杆端头距钻孔口约一卷树脂固剂的长度。

2、按作业规程规定的规格、数量、挨次将锚固剂首尾相接装入钻孔。

3、操纵钻机给进阀杆推动锚杆,使锚杆端头顶住最终一卷锚固剂尾部,将锚固剂缓慢送入孔底。

4、旋转锚杆将其推到孔底位置,达到规定的搅拌时间后停止转动。

5、达到规定的等待时间后,操纵给进阀杆,上紧锚杆螺母达到规定的预紧力后,缩回钻臂。

三、喷射混凝土的预备和收尾1、检查井巷工程的掘进规格质量,并使其符合设计要求。

2、巷道两帮基底的存矸必需清理洁净,并达到设计深度。

3、初喷前首先“敲帮问项”,撬掉活矸;初喷和复喷前,必需用风和水冲刷岩帮,当围岩不宜遇水时,可单独以压风吹净岩壁浮尘。

4、复喷前在拱顶、拱肩、拱基线等处每隔10m打点拉线,并在拱基线上挂垂线,严格拉线复喷,以保证喷层厚度和平整度。

5、对影响喷浆的障碍物必需清除,如不能拆除必需加以爱护。

煤矿掘进巷道支护设计分析研究

煤矿掘进巷道支护设计分析研究

煤矿掘进巷道支护设计分析研究煤炭是我国主要的能源资源之一,目前煤炭生产依然占据着我国能源生产总量的相当大比例。

煤矿的开采过程中,掘进巷道的支护设计是非常重要的一环,它直接关系到矿井的安全生产。

煤炭资源的开采需要进行巷道支护设计,以保障巷道的稳定和工作人员的安全,因此对煤矿巷道支护设计进行分析研究显得尤为重要。

一、煤矿巷道支护的意义煤矿巷道支护作为煤炭资源开采的必要环节,其主要意义有以下几点:1. 保障矿工安全:煤矿巷道支护设计的最直接目的就是为了保障矿工的安全。

在煤矿巷道掘进过程中,如果不进行支护设计,巷道内部的岩壁容易发生坍塌,直接威胁到矿工的生命安全。

2. 确保矿井稳定:巷道支护设计不仅可以保障矿工的安全,还可以保障矿井的稳定。

通过合理的支护设计,可以减少矿井的塌方和坍塌等事故,确保矿井的长期安全生产。

3. 提高运输效率:煤矿巷道是连接采煤工作面和矿井地面的主要通道,合理设计的支护能够提高巷道的稳定性,从而提高煤矿的运输效率。

煤矿巷道支护设计有以下几个特点:1. 地质条件复杂:煤矿地质条件较为复杂,巷道支护设计需要考虑到地层岩性、断层构造、地下水情况等多种地质因素。

2. 工作环境恶劣:煤矿巷道工作环境相对封闭,通风条件差,而且煤尘较大,施工条件较为恶劣,对支护设计提出了更高的要求。

3. 安全性要求高:作为煤矿生产的重要通道,巷道支护设计必须具备较高的安全性,以确保矿工的安全和矿井的稳定。

1. 巷道类型选择:根据煤矿地质条件和巷道用途,确定巷道的类型,比如固硐巷道、带煤巷道、回风巷道等。

2. 支护材料选择:根据巷道地质条件和使用要求,选择合适的支护材料,比如钢支架、木方、砖石支护等。

3. 支护结构设计:根据巷道的尺寸和地质条件,设计合适的支护结构,确保巷道的稳定和安全。

4. 支护施工工艺:确定合理的支护施工工艺,包括支架的安装、地质锚杆的加固等,确保支护施工的质量和效率。

1. 优化设计方案:针对不同地质条件和巷道类型,开展巷道支护设计的优化研究,提出经济、合理的支护设计方案。

深部软岩巷道支护技术研究

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。

主要巷道支护技术研究措施

主要巷道支护技术研究措施

主要巷道支护技术研究措施随着城市化进程的加速,地下空间建设越来越广泛地应用于城市交通、水下管网、煤矿等领域,巷道工程得到了快速发展。

然而,由于地下空间的特殊性,巷道施工过程中存在一系列问题,如土压、地下水、爆破振动等,给巷道施工带来了一定的困难。

因此,巷道支护技术的研究成为了当前巷道工程领域的热点问题。

巷道支护技术主要包括预支护、全断面支护和局部支护等。

其中,预支护是巷道工程中最为重要的一环,通常用于大断面巷道的施工,包括堵头、该段开挖、铺设钢筋网等。

全断面支护则用于较小断面的巷道施工,其目的是保护巷道的完整性和结构稳定性。

局部支护主要针对特殊地质条件下的局部巷道,通过采用喷射混凝土等技术对地层进行加固。

针对上述问题,巷道支护技术研究应采取以下措施:1.开展地下空间环境监测与分析:在巷道施工前需要对地下环境进行全面监测和分析,包括地下水位、土体压力、地下水含量等指标。

通过对地下环境的全面了解,可以为后续的巷道支护设计提供参考依据。

2.优化巷道支护结构设计:根据地下环境监测结果和地质勘探数据,结合工程实际情况,采用合适的巷道支护结构设计方案。

在预支护、全断面支护和局部支护等方面进行技术创新,提高巷道工程的可靠性和安全性。

3.研发巷道支护新材料:针对地下空间特殊的环境要求,开展新型巷道支护材料的研发和应用。

如高分子材料、纳米材料等,通过改善材料的物理性能和化学性能,提高巷道支护材料的抗压、抗渗等性能。

4.加强巷道施工工艺创新:研究并应用新的巷道施工技术,如控制性爆破、冻结法施工等。

通过巷道施工工艺的改进,提高施工效率和质量,并减小对地下环境的影响。

5.发展智能巷道支护技术:结合信息技术的发展,开展智能化巷道支护技术的研究。

如利用传感器、无人机、机器人等技术对巷道支护施工过程进行实时监测和控制,提高施工效率和质量。

总之,巷道支护技术的研究对于提高巷道建设的安全性和可靠性具有重要意义。

通过开展地下空间环境监测与分析、优化巷道支护结构设计、研发巷道支护新材料、加强巷道施工工艺创新和发展智能巷道支护技术等措施,可以提高巷道工程的施工效率和质量,降低施工风险,促进地下空间的持续健康发展。

煤矿巷道掘进支护技术存在问题及对策措施

煤矿巷道掘进支护技术存在问题及对策措施

煤矿巷道掘进支护技术存在问题及对策措施摘要:在煤矿巷道施工中,需要将支护技术应用于煤壁和顶板中,借此提高围岩和顶板的稳定性。

支护技术的可靠性、安全性、直接关系到施工巷道的安全生产。

本文根据当前煤矿掘进巷道支护技术的不足,提出几种对策,以期为目前高效安全施工的隧道施工提供参考,推进矿井生产的井然有序。

关键词:煤矿巷道掘进;支护技术;现场存在问题;对策措施引言:随着社会和经济的发展,人们的日常生活和生产活动对煤炭的需求不断增加,出现了更多的煤矿开采项目,煤矿巷道的开挖也在逐步增加。

常规的锚喷网支护技术是隧道施工中常用的一种方法,但由于开采工程的增加,矿山建设的条件、内部结构日趋复杂,煤矿巷道开挖施工中,由于邻近空采区和覆盖层的影响,目前采用的巷道支护技术与工艺还有待完善,这些问题的出现,给隧道施工的质量和安全带来了很大的影响。

因此,在煤矿施工中,要确保安全生产,必须解决顶板支护中出现的问题。

一、煤矿巷道在掘进施工与支护技术中容易出现的问题(一)支护工艺安全管理缺失目前,煤矿企业还没有充分认识到顶板支护的重要性,其遭到忽略,在工作面、顶板发生破碎、采动压力引起顶板塌陷等问题上,没有采取有效的措施,从而造成了煤矿顶板的严重安全事故。

其次,在隧道施工中,施工队伍缺乏对顶板支护的安全管理,在巷道支护后,没有及早发现支护的质量问题和支护的故障,特别是炮掘巷道的爆破振动影响,支护的失效次数增加,如果不合理或不及时地采取了相应的措施,巷道冒顶事故是很常见的[1]。

(二)不合理的支护技术有些矿井正在建设过程中,过分强调经济效益,为了节约生产费用,在掘进巷道施工中,所使用的支护材料不符合安全标准,比如,不同的煤层性质、不同的硬度,对支护材料的要求也有所不同,对石炭二叠纪煤层这样松软的煤层,必须提高支护材料的品质,因此,在进行巷道支护时,必须依据现场实际情况,选用合适的支护材料,保证施工安全、有效。

在掘进巷道的支护设计中,应按照设计单位的设计要求操作,有些设计单位在规划设计上有盲目性,没有依据巷道的受压情况和顶板的围岩情况而进行设计,在工程现场,由于没有采用适当的支护设计方案,导致了断裂破碎区的破坏。

矿井下软岩巷道支护措施研究

矿井下软岩巷道支护措施研究

管理及其他M anagement and other矿井下软岩巷道支护措施研究公维明,徐勤成摘要:矿井下软岩巷道支护措施的研究具有重要的意义。

随着矿井开采规模的增大和开采深度的不断加大,软岩巷道的支护与维护问题显得越来越突出。

软岩问题直接影响安全高效生产。

软岩巷道支护的目的主要是控制围岩变形,维护巷道稳定。

为了实现这一目标,需要根据岩层的不同属性和地压来源,运用信息化设计方法,使支护体系和施工工艺过程适应围岩变形的活动状态。

此外,由于硬岩和软岩上岩体的特点存在差异性,应当选用适宜的支护方法。

对软岩巷道支护措施的研究不仅有助于提高开采效率和质量,还能确保作业的安全性。

关键词:矿井;软岩巷道;支护措施矿井下软岩巷道是指在开采过程中,由于上方的岩石较软,容易发生变形和破坏,从而需要采取特殊的支护措施来维护巷道的稳定性。

矿井下软岩巷道是开采过程中的重要组成部分,其稳定性和安全性对矿的正常生产和人员安全具有重要意义。

然而,由于软岩巷道的地质条件复杂,受地下水、地应力等因素的影响较大,容易发生变形、破坏等问题,给生产带来很大的安全隐患。

因此,研究矿井下软岩巷道支护措施具有重要的理论和实践意义。

1 软岩巷道的特点及支护难点1.1 软岩巷道的特点1.1.1 岩石性质差软岩巷道的岩石强度通常较低,抗压强度一般在10MPa~30MPa之间,甚至有的只有5MPa~10MPa。

此类巷道围岩胶结程度往往较差,且具有强烈的吸水性,当吸收水分后,岩石会膨胀,进一步加剧了巷道围岩的稳定性问题,影响了岩石之间的连接性,这使得软岩巷道在受到外力作用时,容易发生变形和破坏。

加上随着浅部资源的逐渐采空,矿井开采逐步向深部转移,大埋深、急倾斜、高应力环境、构造复杂、围岩破碎、采动影响等因素叠加,给矿井巷道维护带来了更多的挑战。

1.1.2 地下水丰富地下水丰富会增加矿井下软岩巷道的施工难度。

一方面,地下水的存在会影响施工进度,因为需要采取措施排除或减少地下水的影响;另一方面,地下水可能会影响施工质量,如导致喷射混凝土不均匀、锚杆安装困难等。

巷道支护安全技术措施

巷道支护安全技术措施

巷道支护安全技术措施巷道支护是煤矿、隧道、地铁等建筑工程中非常重要的一项工作。

支护技术措施的好坏,直接影响到巷道的稳定性和安全性,对人员和设备的安全保障起着至关重要的作用。

因此,加强巷道支护安全技术措施的研究与应用,是保证工程建设质量和人员安全的必然要求。

一、巷道支护的目的巷道支护的主要目的是为了保证巷道的稳定性和安全性,防止坍塌事故的发生。

巷道的选址、开挖、支护、排水、通风等都与支护设计有密切关系。

支护稳定性的保证是快速、安全、可靠进入巷道施工的前提条件。

巷道所有的支护工作,都是为了确保巷道的稳定性和安全性。

二、巷道支护技术的分类1、拱形支护技术拱形支护技术是巷道支护技术的一种较为常见的技术手段。

拱形支护有多种材料可供选择,可以根据不同的土体条件、巷道环境等选择不同种类的材料进行施工。

拱形支护具有高承载能力、抵御变形的能力较强等特点,并且能够在施工过程中做到快速、低成本的支护。

2、锚杆支护技术锚杆支护技术是一种常用的巷道支护技术。

锚杆支护是一种对正在进行施工的巷道提供较好的稳定性和抗变形能力的技术手段。

锚杆连接巷道的岩土体,以增加巷道支撑的强度和刚度,从而使巷道维持更好的长期稳定状态。

锚杆支护技术能够应用到各种巷道环境中,能够有效地保证巷道的稳定。

3、装甲带支护技术装甲带支护技术是一种较新型的巷道支护技术。

其主要特点是以铸铁、高压水泥等材料为基础,经过一定加工处理后,构成一个光滑且坚固的屏障。

在施工时,装甲带通过固定在较薄厚的巷道表面上,从而可以实现对巷道的支撑。

装甲带支护技术施工周期短、成本低、施工方法灵活,因此受到巷道施工单位和设计师的广泛青睐。

三、巷道支护技术措施的选择1、根据工程条件和状况选择巷道支护技术在进行巷道施工时,需要根据工程条件和状况选择合适的支护技术。

不同的巷道状况需要不同的支护措施,选择恰当的支护技术有利于保障巷道的完好性、稳定性和耐久性。

2、根据支护费用评估巷道支护技术一个合理的巷道支护技术选择方案,还需要根据工程投入成本,评估出一种经济实惠的支护方案。

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QSYK-1神华宁煤集团清水营煤矿主要巷道支护技术研究方案神华宁煤集团山东科技大学二○○九年六月目录1工程的必要性11.1现状分析11.2国内外同类技术发展状况41.3研究目的及意义52研究开发内容63主要经济技术指标、工程最终目标74关键技术及创新点75研究或研制开发的技术路线,实施的方式、方法、步骤7 5.1课题的总体研究思路75.2研究方法85.3技术路线85.4实施方式<具体方案)95.5矿压观测186技术、经济可行性及可靠性分析、论证197现有基础、技术条件,保证体系207.1实用矿山压力理论已经取得了系统的突破性成果20 7.2岩石破坏与失稳理论207.3深部巷道支护取得一些创新性研究成果217.4实践基础228经济、社会效益分析249工程实施进度计划2410经费计划25QSYK-1神华宁煤集团清水营煤矿主要巷道支护技术研究方案1工程的必要性1.1现状分析1.1.1矿井地质情况矿区钻孔揭露地层自下而上有三叠系、侏罗系、白垩系、古近系、第四系,含煤地层为侏罗系中统延安组,钻孔揭露厚度245.01~304.86m,平均276.50m,岩性由灰、灰白色长石石英砂岩、深灰色、灰黑色粉砂岩、泥岩、煤和少量含铝质泥岩组成。

主要可采煤层顶板均为易冒落、不稳定—中等冒落、中等稳定岩层,底板为不稳定岩层。

矿井地层中含水层属弱~中等富水性,分别为第四系孔隙潜水含水层<Ⅰ)、白垩系砾岩裂隙孔隙层间承压含水层< Ⅱ)、侏罗系上统安定组~中统直罗组裂隙孔隙含水层<Ⅲ)、二~八煤间砂岩裂隙孔隙承压含水层<Ⅳ)、八~十八煤间砂岩裂隙孔隙承压含水层<Ⅴ)、十八煤以下至底部分界线砂岩含水层组<Ⅵ),隔水层以低阻、高密度的粉砂岩、泥岩为主,主要有四层,分别为安定~直罗组裂隙孔隙含水层顶板隔水层、二~八煤含水层顶板隔水层、八煤及其顶底板泥岩隔水层、十八煤及其顶底板泥岩隔水层。

1.1.2主要巷道设计布置层位<1)主斜井、副斜井由六煤-五煤露头对应地面位置开口,由四上- 三煤间进入煤系地层,穿过三煤后进入二煤底板。

主斜井坡度为22°~24°~25°,副斜井坡度为22°~25°,所处层位为四上- 二煤之间的砂岩层。

该层位由灰、灰白、深灰色不同粒级的砂岩组成,属二煤- 八煤间砂岩含水层<IV ),厚度为2.63~214.6m,平均厚63.66m。

根据地质勘探报告,三煤顶板岩石虽孔隙率不大,但吸水率较高,软化系数低。

岩石强度低,不坚固,为易冒落的一类无周期来压顶板。

三煤底板细砂岩允许单向抗压强度RP0.375 MPa,属较软弱类底板;粉砂岩允许单向抗压强度RP2.72MPa,属软弱类底板。

图1-1是岩层综合柱状图。

图1-1 岩层综合柱状图<2)回风斜井由六煤~五煤露头对应地面位置开口,坡度为22°~15°~25°。

在二煤露头位置进入二煤,沿二煤底板施工。

二煤厚度2.06~8.1m,平均厚4.75m;二煤顶板岩性总体由粗粒砂岩构成,次为粉砂岩、泥岩。

厚度0.57~71.09m,平均11.55m,伪顶主要发育于井田南部,岩性以泥岩为主,厚度小于0.5m;底板岩性以粉砂岩为主,次为细粒砂岩及泥岩,厚度0.53~21.14m,平均5.06m,一般小于5m;顶板的侏罗系上统安定组~中统直罗组裂隙孔隙含水层<III ),厚度3.4~372.33m,平均厚度127.12m,层位较稳定,渗透性强、导水性好。

<3)主斜井皮带皮带搭接硐室位于主斜井中部<距井口742m-770m),布置在二层- 三煤间的岩层中,岩性以粉砂岩为主,次为细粒砂岩及泥岩,厚度3.07~22.47m,平均14.21m。

<4)+1265m水平中部车场、+1172m水平中部车场布置在二煤~四上煤之间,巷道穿过的岩层由下而上为中-粗砂岩、三煤、细~粗砂岩、二煤、细~中、粗砂岩,部分巷道穿过二煤顶板。

<5)+1065m水平中部车场布置在三煤~二煤顶板中,大部分巷道处于二煤顶板中,所揭露岩层同回风斜井;+1065m后石门、11采区水泵房、变电所、11采区水仓布置在二煤~五煤间不同粒径的砂岩中。

<6)110201、110203工作面回风巷、运输巷、辅运巷由二煤底板沿走向上坡进入二煤,沿二煤底板掘进1.1.3 课题研究的必要性1.1.3.1主要巷道支护出现的问题三条斜井井筒、车场巷道设计均采用锚网喷支护,回采巷道采用锚网支护,施工过程中均出现不同程度的顶板下沉、裂缝、脱层掉包及底臌等现象,局部出现冒顶。

主要表现是① 顶板喷层受挤压变形、掉包、下沉,锚杆支护失效,个别锚杆被拉出或拉断,初喷巷道较成巷后的巷道这一现象突出,掉包严重时出现冒顶;②两帮受顶板下沉和底臌影响,喷层开裂、向外臌出,巷道宽度不够;③巷道底板臌起,最大底臌量1400mm,造成轨道变形,巷道高度不够;④台阶向巷帮一侧严重倾斜,水沟开裂变形;⑤出现脱层、掉包时,通常伴有渗水、淋水现象;⑥巷道交岔点或跨度大处容易发生掉包、脱层现象;⑦顶板掉包与底臌同时出现;⑧部分巷道无淋水现象,岩层受风化后,顶板也很快掉包、底板臌起。

1.1.3.2巷道变形破坏影响因素分析围岩强度:即普氏系数f ,主要指标是岩石单轴抗压及抗拉强度<MPa);巷道深度:巷道在地下埋深,即kγH,k 与上覆岩层“岩梁”的支撑跨度有关;围岩性质:围岩的矿物成份、膨胀性、蠕变和流变性质等;松动范围:巷道开挖后,围岩体松动、碎胀后直接作用在巷道的重力;地应力:地应力包括原岩构造应力以及相邻巷道开挖或采动压力所造成的影响;温度、水、瓦斯:易造成围岩软化、泥化、碎裂失稳;支护形式:巷道断面形状、支护材料、结构、参数等均影响巷道稳定性;宁煤主要因素是顶板水、软岩,二者的耦合作用,使得巷道围岩发生大面积变形破坏。

1.1.3.3巷道支护难度分析在当前的应力场条件下,在局部区域,巷道掘进出现底臌、顶板下沉、淋水现象,巷道变形明显。

根据地质勘探报告提供资料显示:各煤层顶底板岩性和厚度变化较大,可采煤层顶底板岩性主要以砂岩及粉砂岩,泥岩次之,并有泥岩或炭质泥岩的伪顶、伪底,主要特征是①岩石较松散;②岩石易风化;③岩石较完整,岩体结构多为互层状;④煤层顶底板岩层均属较软弱或软弱类岩层,抗拉、抗压、抗剪切力小。

从现场施工揭露情况来看,基本与地质报告提供的岩性相符,巷道开掘后,产生松动压力,围岩脱水风干或遇水后岩石产生膨胀压力,在巷道周围岩层应力重新分布的情况下,出现巷道变形特征。

显然,巷道在上述因素影响下,支护的强度、难度相当大。

1.1.3.4课题研究的必要性关于含水、软岩巷道变形破坏机理的研究,还没有进行全面、系统的研究,其支护的关键技术问题还没有从根本上解决,因此,清水营矿主要巷道支护需要在理论上进行探讨突破。

主要大巷围岩条件差,属于软岩,同时遇水膨胀松软,巷道层位属于极软岩层,巷道松动圈发展快、围岩变形大,发生大的离层、内缩破坏,需要完善现有支护技术,保证巷道在服务期间不发生失稳现象。

含水层对顶底板影响大,由于巷道使用时间长,顶板水对围岩的软化作用明显,研究水与岩层的相互作用机理,找到防治水患的有效措施是至关重要的。

软岩、水患、失稳巷道支护难度增大,巷道支护的难度大,巷道变形破坏控制的技术要求严格。

因此,主要巷道支护综合技术研究是急需进行攻关研究的重大技术课题。

1.2国内外同类技术发展状况长期以来,软岩巷道支护一直是煤矿巷道支护中的一个重点,而不稳定巷道支护则是巷道支护中的一个难点。

特别是含水的极不稳定软岩巷道,由于水的软化作用,巷道支护难,极易造成巷道围岩压力增大,使得巷道围岩发生变形破坏相当严重。

清水营煤矿是新建设的大型现代化矿井,设计产量超五百万吨,是高产高效矿井。

由于煤层赋存条件差,巷道围岩多为粗砂岩,岩性松软,强度低,且顶板存在富含水层,目前巷道均已遭到严重破坏,巷道两帮内挤、顶板下沉、底板隆起。

特别严重的是主井出现严重失修。

由于巷道的变形破坏,严重地制约了矿井的正常生产,给矿井的开采、运输、通风、行人及安全造成了极大的影响,并且需投入大量的人力、物力进行维护、加固。

因此,解决巷道的支护问题具有非常重要的现实意义。

目前,国内外对这类巷道的支护,采用的支护方式主要包括锚网<带)喷联合支护、可缩性金属支架、锚喷支护加砌喧,以及全封闭金属支架等,从一些深部矿井的支护实践来看,这几种支护方式均采用过,但仍没能解决巷道的稳定问题。

究其原因,主要是各种金属支架支护方式虽然承载能力较大,但仍属被动支护,其承载能力与埋深巷道围压相比仍显不足,且受到风化、地下水的作用,严重削弱了岩体强度;而采用的锚喷支护因岩体较弱,整体性差,且锚固力不足,不能有效控制围岩松动范围的扩大,形不成可靠有效的支护结构,从而造成支护结构承载能力严重不足,导致了支护结构的全面破坏。

因此,对于不稳定巷道的支护,一方面需采用主动支护,充分调动围岩本身作为支护结构的一部分,另一方面应设法提高围岩的整体强度,控制松动范围的扩大,防止风化,阻止地下水的作用,且要研究围岩的变形破坏规律,针对其变形特征采取适应变形规律的有效支护加固结构形式,才能有效的加固围岩,从而解决这类巷道的稳定问题。

在美国,不管矿井的地质采矿条件如何变化,均采用大于或等于1200×1200<mm)的锚杆间排距,随着支护条件的变化只在锚杆、锚索选型上进行变化,所以美国矿井的支护效率非常高。

在煤巷掘进每天单机进尺大于100m的情况下,实现了单台锚杆机的配套支护,因此其巷道支护成本也相对大大降低。

尽管中国煤矿锚杆支护技术已经得到了广泛的应用,但中国目前的锚杆、锚索种类单一,不能满足不同地质采矿条件的变化。

不同矿井和同一矿井的不同区域地质采矿条件是不同的,应根据不同的地质采矿条件,确定不同类型的巷道支护结构和支护参数,实现合理有效的控制顶板是煤矿实现高产高效的重要内容。

1.3研究目的及意义宁煤矿区地层条件普遍较差,煤层顶板属于含水结构的软岩层分布,回采巷道属于大断面,大断面、软岩、存在含水层的巷道支护问题是宁煤集团急需解决的重大技术课题。

目前清水营矿,存在主要巷道支护难、巷道变形大、巷道发生冒顶等隐患,这些因素的存在,导致巷道掘进速度慢、支护成本高、维修量大,安全状况差。

针对岩层具体条件、目前巷道掘进存在的问题,需要系统研究软岩巷道支护和安全掘进问题,同时解决顶板水对巷道围岩破坏的威胁,为此寻求一种安全、可靠、经济的巷道支护系统是实现矿井安全开采的关键。

“主要巷道支护技术研究”课题,对我国类似矿井实现安全、高效开采具有重要的理论和现实意义。

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