软岩巷道掘进支护技术分析

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煤矿软岩巷道支护技术

煤矿软岩巷道支护技术

煤矿软岩巷道支护技术摘要:本文主要对煤矿软岩巷道支护技术进行了分析,概述了软岩的概念和分类以及软岩的工程特征,并探讨了煤矿软岩巷道支护存在的问题,最后从三个方面对煤矿软岩巷道支护技术问题进行了研究,具体包括软岩巷道支付的技术关键分析,最佳支护时间分析以及软岩巷道支护的对策。

关键词:软岩巷道联合支护巷道变形1 软岩的基本概念1.1 软岩的基本概念工程软岩是指在工程力作用下能产生显著塑性变形的工程岩体。

目前流行的软岩定义强调了软岩的软、弱、松、散等低强度的特点,同时应强调软岩所承受的工程力荷载的大小,强调从软岩的强度和工程力荷载的对立统一关系中分析、把握软岩的相对性实质。

该定义的主题词是工程力、显著变形和工程岩体。

工程岩体是软岩工程研究的主要对象,是巷道、边坡、基坑开挖扰动影响范围之内的岩体,包含岩块、结构面及其空间组合特征。

工程力是指作用在工程岩体上的力的总和,它可以是重力、构造残余应力、水的作用力和工程扰动力以及膨胀应力等;显著塑性变形是指以塑性变形为主体的变形量超过了工程设计的允许变形值并影响了工程的正常使用,显著塑性变形包含显著的弹塑性变形、黏弹塑性变形,连续性变形和非连续性变形等。

此定义揭示了软岩的相对性实质,即取决于工程力与岩体强度的相互关系。

当工程力一定时,不同岩体,强度高于工程力水平的大多表现为硬岩的力学特性,强度低于工程力水平的则可能表现为软岩的力学特性;对同种岩石,在较低工程力作用下,表现为硬岩的变形特性,在较高工程力的作用下则可能表现为软岩的变形特性。

1.2 软岩的工程特性软岩有两个工程特性:软岩临界载荷和软化临界深度,它揭示了软岩的相对性实质。

(1)软化临界深度:与软化临界荷载相对应的存在着软化临界深度。

一般来讲,软化临界深度也是一个客观量。

当巷道的位置大于某一开采深度时,围岩产生明显的塑性大变形、大地压和难支护的现象;但当巷道位置较浅,小于某一深度时,大变形、大地压的现象明显消失。

煤矿巷道软岩工程的特点及其支护技术

煤矿巷道软岩工程的特点及其支护技术

煤矿巷道软岩工程的特点及其支护技术摘要:近年来,随着煤矿开采深度的增加,许多原来软岩很少的矿区,矿区深部巷道工程均呈现出软岩工程特征。

本文首先简要介绍了煤矿巷道软岩工程的特点,然后介绍了煤矿软岩工程联合支护技术在,最后谈谈锚注技术在开滦东欢坨矿的应用情况。

关键词:软岩工程支护技术煤矿软岩工程支护是当前煤矿安全重要问题之一,软岩引起的矿山井巷的破坏现象非常普遍,严重影响着煤矿生产安全、效率及效益的提高。

软岩工程的稳定与支护技术密不可分,目前矿山软岩巷道已由过去单一的支护形式,逐步发展为各种多次支护和联合支护形式1 煤矿巷道软岩工程的特点地下工程是在岩石或者土体中开挖构筑的结构,所处的环境和受力条件与地面工程有很大不同,因此沿用地面工程的设计理论和方法来解决地下工程问题,显然不能正确地处理地下工程中出现的各种力学现象,当然也不可能由此作出合理的支护设计。

与地面工程相比,地下工程在很多方面具有完全不同的受力特点。

由于煤炭资源开发的不可选择性,随着对煤炭大面积的开采,不断地破坏地应力的平衡状态,同时由于煤系地层的赋存条件、沉积环境以及地质构造等的影响,煤矿软岩问题不可避免。

煤矿的开采深度目前多在500~600 m,超过1000 mm的矿井也越来越多,有些矿井在浅部开采时软岩问题并不明显,但是到深部以后,地应力大、动压作用明显。

煤矿软岩组分中含有大量的膨胀性矿物,围岩软,岩石强度低,易风干脱水而产生塑性流变,尤其易遇水变形、崩解、膨胀。

隧道工程一般服务年限可达百年以上,而煤矿不同用途的巷道与硐室,其服务年限不同,但通常要短于隧道工程,软岩巷道有明显的时限性。

2 煤矿软岩工程联合支护技术在软岩巷道支护方面,由过去单一的被动支护形式逐步发展形成了各种系列支护技术。

如锚喷、锚网喷、锚喷网架、锚喷网架注系列技术,U型钢支护系列技术,注浆加固和预应力锚索支护系列技术,这些技术中的一个突出的特点就是联合支护技术的开发与应用。

煤矿软岩巷道掘进支护技术研究

煤矿软岩巷道掘进支护技术研究
2 0 1 4年第 2 期
中 州煤 炭
总 第2 1 8 期
煤 矿 软 岩 巷 道 掘 进 支 护 技 术 研 究
董开 封 , 丘 富旺
( 河 南能 源化 工集 团 永煤 公 司 新桥 煤 矿 , 河南 永城 4 7 6 6 0 0 )
摘要 : 分 析 了软 岩 巷 道 围岩 变形 破 坏 特 征 及 原 因 , 根据 软岩巷道 破坏 机理 , 对 刘 庄 矿 一5 6 0 m开拓 大巷 采用
关键词 : 软岩巷道 ; 破 坏机理 ; 支 护优 化 ; 矿 压 观 测 中图分类号 : T D 3 5 3 文 献标 志 码 : A 文章编号 : 1 0 0 3— 0 5 0 6 ( 2 0 1 4 ) 0 2~ 0 0 0 7— 0 2
Re s e a r c h o n S up po r t i ng Te c h no l o g y f o r S o f t Ro c k Ro a d wa y Dr i v i ng i n Co a l Mi n e
Байду номын сангаас
1 工 程 概 况
正在 掘进 的刘 庄 矿 一 5 6 0 m 开 拓大 巷 , 轨道巷 、
收缩严 重 , 增 大 了通 风 阻 力 , 减 小 了行 人 安 全 距 离 ;
巷道 也 出现 冒顶 掉 渣 的 现 象 , 严重危及人身 安全。 基 于 以上 情况 , 改 善巷 道支 护质 量尤为 迫 切 。
D o n g K a i f e n g , Q i u F u w a n g
( X i n q i a o C o a l Mi n e , Y o n g c h e n g C o a l C o m p a n y , H e n a n P r  ̄i n c e E n e r g y a n d C h e m i c a l G r o u p C o . , L i d . , Y o n g c h e n g 4 7 6 6 0 0 , C h i n a )

软岩巷道掘进支护技术探索及研究

软岩巷道掘进支护技术探索及研究

软岩巷道掘进支护技术探索及研究作者:魏兴文来源:《环球市场》2019年第36期摘要:在矿井建设和生产过程中,井工煤矿回采巷道的支护问题一直以来都是国内外专家争论最激烈的话题,特别是软岩巷道支护问题一直是困扰煤矿安全高效生产的重大问题之一。

由于软岩巷道围岩条件极差,加上支护形式选择不当将会造成巷道失稳、大面积漏冒,甚至返修多次后仍不能保证巷道的安全使用,不仅造成了经济浪费,而且使整个矿井的生产受到严重影响,甚至会导致采掘接续失调。

随着煤矿开采深度的增加,软岩矿井和软岩巷道的数量不断增加,直接影响煤矿生产,危及人身安全。

因此,软岩巷道的支护问题得到了广泛关注。

关键词:软岩巷道;支护参数;先探后掘;注浆锚索;补强支护一、前言麦垛山煤矿是国家能源集团宁夏煤业公司的新建矿井,位于宁夏宁东鸳鸯湖矿区,设计生产能力为8.0Mt/a。

即将接续采区11采区2煤顶板上覆直罗组强含水层,直接顶以泥岩、粉砂岩和炭质泥岩为主,遇水具有较大的膨胀性、流变性,稳定性极差,煤层埋藏深度超过400m。

为保证11采区2煤首采工作面110207工作面各顺槽巷道的正常掘进和工作面的顺利回采,非常有必要针对麦垛山煤矿强含水层下软岩巷道开展全面、系统的支护理论、设计方法、支护材料、施工工艺等技术进行研究与试验,优化支护参数和支护工艺,保证支护效果和巷道安全,为矿井的高产高效与安全生产创造良好条件。

二、概况(一)煤层概况110207工作面所采煤层为2煤,属延安组地层,工作面所在区域2煤倾角3°~17°,煤厚1.29m~4.75m,平均厚度3.02m。

煤层顶板:伪顶为泥岩,深灰色,团块状,断口参差,滑腻,见植物化石,在17勘探线以北逐渐尖灭。

直接顶为粉砂岩,泥岩灰一深灰色,砂泥结构,半坚硬,缓波状和水平层理,富含植物碎片化石,在17勘探线以北逐渐尖灭。

煤层底板:直接底为泥岩,深灰色,块状,致密,断口参差,见植物化石。

老底为粉砂岩,灰色,局部灰褐色,富含植物化石,夾煤线,水平层理发育。

煤矿软岩巷道支护技术的研究及发展

煤矿软岩巷道支护技术的研究及发展

值, 不随 时 间的变化而变化 。 当荷 载超 过 这一 临界值 后, 岩层的 塑性 形
4 . 1 软岩 巷道支 护的技术关键 根据 软岩 的力学特 点, 要使 软 岩巷 道支 护取得成功 要把 握好 三个
变 会出现 明显的 加速 现象 , 这一 临界 值的 荷载 成 为临 界荷载 。 荷 载小 技术关 键 : 正确的确 定软岩 变形机制 的复合型 、 将 复合型有效的 转化为 于临 界荷载 时岩层称为硬岩 , 荷 载超过 临界荷 载后, 岩层的 塑性 形变不 单 一性 和合 理的运 用复合型变性 力学机 制的 转化 技术 。 在 支护设 计时 稳 定, 此 时称 为软岩 。 另外一 个特性 是软化 临界深 度, 软化 临界深度与 不能只进行单一型的支护 设计, 要根据每 个受力点的力学特 性使用联 合 软化临 界荷载时 相对应 的。 当巷 道深度小于某一深 度时, 岩层变形 不 明 支护方式 , 设计 最适合 复合型变形力学特点 的支护方案 , 确保软 岩巷道 显, 不会 出现 大变 形 , 但是 当巷 道位置超 过这一深 度后, 岩层会有 明显 支护的综合性 能。
2 . 软岩巷道变形破坏的原因及特点
随着 煤 矿的 开采 , 巷 道深 度的 不断 增加 , 巷 道围岩构 造也 越来 越 塑性工作 状态 , 形成塑性 区。 此 时如果 没有 及时有效 的进行支 护处理 , 复杂 , 如 果围岩处于 软岩层就容 易造成巷道 的不稳定 , 引起巷道 四壁 的 塑性 区就会发生较 为严重 的形变 , 从 而形成松 动破坏 区。 松动破 坏区不
薹 臻寨 煤矿软岩巷道 支护来自术的研究及发展 谢拓
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5 3 1 4 0 0
【 摘要】本文主要对软岩的概念进行了简 单的介绍, 并指出了 如今煤 拱 肩和巷 道拱部变形尤 为严重, 经常出现 凸起和墙体开裂等现 象。

《木家庄煤矿深部软岩巷道变形破坏机理及支护研究》

《木家庄煤矿深部软岩巷道变形破坏机理及支护研究》

《木家庄煤矿深部软岩巷道变形破坏机理及支护研究》一、引言煤炭是我国主要的能源来源之一,随着浅部煤炭资源的逐渐减少,开采活动已经转向了更深层次的地层。

然而,深部软岩巷道在开采过程中常常面临变形破坏的问题,这不仅影响了矿山的生产安全,也对矿工的生命安全构成了严重威胁。

因此,研究木家庄煤矿深部软岩巷道的变形破坏机理及支护技术,对于保障矿山安全生产具有重要意义。

二、木家庄煤矿概述木家庄煤矿位于我国某地,地质条件复杂。

矿区地层主要由软岩组成,且深度较大。

在开采过程中,深部软岩巷道经常出现变形、破坏等现象,严重影响了矿山的正常生产和矿工的安全。

三、深部软岩巷道变形破坏机理1. 地质因素木家庄煤矿地处地质构造复杂区域,地层中存在大量的断层、节理等结构面,这些结构面在地下工程开挖后易发生应力集中,导致巷道变形破坏。

此外,地层中的含水层、软弱夹层等也对巷道的稳定性产生了不利影响。

2. 采动影响随着煤炭的开采,地下应力重新分布,导致巷道周围岩体的应力状态发生改变。

当巷道周围岩体的应力超过其承载能力时,便会发生变形破坏。

3. 支护措施不当若支护措施设计不合理、施工质量差或支护材料选择不当等,都会导致巷道支护效果不佳,进而引发巷道变形破坏。

四、支护技术研究针对木家庄煤矿深部软岩巷道的变形破坏问题,本文提出以下支护技术措施:1. 合理设计支护方案根据地质条件和巷道实际情况,合理设计支护方案。

在支护方案设计中,应充分考虑巷道周围的应力分布、岩体性质等因素,以确保支护结构能够有效地承受地压和采动影响。

2. 采用合适的支护材料选择合适的支护材料对于提高支护效果具有重要意义。

应根据岩体性质、地压大小等因素,选择具有较高强度和稳定性的支护材料。

同时,应确保支护材料的施工质量,以保证支护结构的整体稳定性。

3. 加强巷道监测与维护在巷道支护过程中,应加强监测与维护工作。

通过安装监测设备,实时监测巷道变形情况,及时发现并处理潜在的安全隐患。

软岩巷道掘进施工与支护技术探讨

软岩巷道掘进施工与支护技术探讨

进 行初 始支 护 时 , 应 严 格 根 据 围岩 和支 架 共 同作 用原理 , 合 理确 定 支 架 的 刚度 , 使 其 具 有 一 定 的柔 性 , 充 分发 挥 围岩 的 自承 能 力 , 从 而 可 以避 免 支 架 因受 到 加 大 的压应 力 而 造 成 的损 坏 。 目前 , 初 始 支 护 一 般 采 用 的是 锚 喷支护 。
3 . 1初 始 支护
由于软 岩巷 道 围岩 变 形 具 有 明显 的时 间效 应 , 因 此, 围岩 的 自稳 时 间一 般 是 比较 短 的 , 有 些 顶板 一 经 暴 露, 就会 出现 冒落现象 。影 响这 一 现 象 的 因素 主 要 有 : 第一 , 围岩暴 露 面 的形 状 和 范 围 ; 第二 , 岩 体 的 残余 强 度 以及原 岩应 力 。所 以 , 在进 行 巷 道 掘进 及 其 支 护 时 , 需要 充分 考虑 围岩 的 自稳 时 间。 2 . 2合 理布 置巷 道 的位 置 矿井 地 质 条 件 十 分 复 杂 , 地 质 构 造 多 种 多样 , 因 此, 在设计 矿 井巷 道时 , 应 着 眼全 局 , 具 体 实施 , 力 求在 技 术 可行 的基 础上 , 把 成 本 降低 到 最 少 。为 此 , 需 要在 以下 几个 方面 努力 : ①在进 行 巷 道 施 工 之 前 , 必 须 弄 清 楚 矿 井 的地 质 构 造情 况 以及水 文地 质 情 况 , 此外 , 还需 要 充 分 考虑 岩
2 . 3巷 道 断面形状 的选择
巷道 的断 面 形 状 对 巷 道 的稳 定 性 具 有 一 定 的 影 响 。而巷 道 断面形 状 的确定 则 需 要 考虑 以下 两方 面 的 因素 : 一 是原 岩应 力 的大小 ; 二是 原岩 应力 的方 向 。

锚网索支护技术在软泥岩巷道支护中的应用

锚网索支护技术在软泥岩巷道支护中的应用

锚网索支护技术在软泥岩巷道支护中的应用摘要:深井大倾角泥岩巷是地压大围岩变形剧烈的一类极难维护的巷道。

分析该类巷道围岩的层状赋存特点及软弱破碎条件, 提出锚杆锚索联合支护以提高巷道围岩的自承能力,减小围岩的变形的支护原理, 并研究了合理的锚杆支护技术和帮顶锚固方式, 包括顶板锚联网索支护、两帮全螺纹等强锚杆支护与临时支护技术。

关键词:深井;软岩巷道;锚杆锚索;原理;工艺深井大倾角泥岩巷围岩为非均质层状赋存, 在高地应力作用下表现为强烈的两帮移近和片帮, 同时在高压情况下,顶板管理难度加大,易掉顶,两帮与顶板较一般软岩巷道破坏更加严重, 同时层状顶板易发生离层冒落, 因此该类巷道不仅在采掘影响期间围岩急剧变形, 而且在应力分布趋向稳定后仍保持快速流变, 围岩累计变形量常以米计, 巷道维护十分困难。

1深井大倾角泥岩支护的方式分析非封闭式支架对顶板冒落的安全防范性能较好, 为目前的主要支护形式, 但由于支护阻力普遍较低, 且常常不能及时起作用, 不仅巷道支护成本高, 而且维护周期短、效果差。

单一的端部锚固锚杆支护, 在松软围岩中锚固力低, 锚固质量不可靠, 锚杆支护阻力不够, 不仅支护效果不好, 而且可能发生顶板垮落, 给安全生产带来隐患,因此极少采用。

锚杆、网、锚索的联合支护是把锚杆、锚索支护材料埋入岩层内,使锚杆、锚索与围岩紧密结合在一起,提高巷道围岩的自承能力,减小围岩的变形,从而达到巷道稳定的目的,特别适合软岩巷道。

2深井大倾角泥岩巷支护原理2.1锚杆支护的作用机理有悬吊作用、组合梁作用、加固拱作用、围岩补强作用和减小跨度作用等。

(1)悬吊作用在层状岩层中,锚杆将下部不稳定的岩层悬吊在上部稳固的岩层上。

锚杆所受的拉力来自被悬吊的岩层重量。

(2)组合梁作用在没有稳固岩层的薄层状岩层中,通过锚杆的预拉应力,将视为组合梁的各薄岩层挤紧,提高其自承能力。

决定组合梁稳定性的主要因素是锚杆的预拉应力及杆体强度和岩层性质。

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软岩巷道掘进支护技术分析
发表时间:
2013-09-16T14:47:26.233Z 来源:《中国科技教育·理论版》2013年第5期供稿 作者: 贺海军
[导读] 巷道开挖工程中会破坏岩体的原岩应力,工程围岩中的应力分布会出现一定的变化。

贺海军
汾西矿业紫金煤业公司 031304
摘要
基于我国煤矿资源分布的较为广泛,由于各储藏位置的地质结构的差异导致巷道围岩的地质环境也变得更为复杂化,其中涉及软岩
巷道掘进支护施工工程占有较大的比例。因而对于软岩巷道掘进支护技术的探讨与研究具有重要的价值作用。本文将对软岩的地质特点以
及影响软岩巷道稳定性的因素进行系统的分析,再进一步探讨软岩巷道掘进支护技术。
关键词
软岩巷道 支护 巷道掘进

随着国内煤矿开采步伐的不断深入,部分硬岩在开采应力的作用下开始软化,同时一些软岩区域的煤储层也成为的开发的重点,因而
对于软岩巷道支护的研究已经成为了煤矿产业可持续发展规划的重点内容,此外,基于软岩本身的地质特点,软岩巷道掘进效率较低且容
易出现变形,或受到其他地质环境的影响而遭到破坏,因而严重制约着煤矿产业的经济效益。

一、软岩地质特点以及工程力学特性

一般来说,地质软岩指的是单轴抗压强度小于25Mpa,具有松散、破碎、风化等一系列特征,该定义并非适用于工程实践中,它是在
一定的施工环境下才能够成立的,如对于部分浅开挖巷道来说,即便抗压强度较低,但是地应力的水平也较低,因而
“地质软岩”并非会呈现
出软岩的特性。工程软岩指的是在一定量的工程力的作用下,产生较大塑性变形的工程岩体,在煤矿巷道掘进中,工程围岩是巷道施工中
研究的重点,工程岩体往往承受着重力、构造残余应力、水的作用力、工程扰动及膨胀应力等工程力共同的作用,在工程力学的影响下,
软岩的地质特征会得到充分的体现,在部分煤矿巷道开挖的场地中,如果选择的支护方式不够科学完善,就会出现坍塌、变形。由于软岩
承受工程力的能力较差,因而在设计支护方式时,存在着一定的难度。

二、软岩巷道的支护原理以及支护措施

巷道开挖工程中会破坏岩体的原岩应力,工程围岩中的应力分布会出现一定的变化。巷道开挖工程的不断进行,切向应力力增大而径
向应力不断缩小,到达硐壁处时应力达到极限,在两种应力的共同作用下,由于围岩本身的地质特性,其会向巷道的空区发生变形,同时
可能会存在一定裂纹,进而对巷道形成一定的破坏能力,而继续掘进,工程围岩的性质将会变得更为恶劣。在围岩应力的基础上,切向应
力在硐壁处对达到最大值,进而造成这个区域的岩石迫力屈服发生塑性变形。对于硬岩巷道的支护工程来说,因其强度较高,在巷道掘进
中需要控制塑性区与松动去的出现,促使围岩处于弹性状态,进而具有抵御工程应力的极限水平。但是对于软岩掘进工程来说,其要求工
程围岩中的岩体达到塑性状态,且需要达到最大的塑性变形。塑性区的出现使应力集中区从硐壁向围岩深部发展
,当应力强度超过围岩的屈
服强度时
,又会出现新的塑性区,如此不断发展。该变化对支护来讲将产生以下两个力学效应:围岩中切向应力和径向应力降低,减小了作用于
支护体上的荷载。这种变化能够在巷道支护体上出现两种力学效应:
1)工程围岩上应力的减小会有效的减弱支护体的荷载力;2)围岩深
部是应力集中的主要方向。由于深部岩石承受着三种不同的应力,因而能够减弱岩体受到工程力的总和。通过对图
1与图2的分析可知,在
软岩的稳定塑性变形区域内,尽可能以变形的方式释放围岩所积蓄的应力荷载,可以游戏哦啊的保证支护体的稳定,也有利于软岩巷道工
程的开展与深入。

图1巷道开挖后围岩中应力分布的曲线
1—
未出现塑性区时,切向应力与径向应力的分布曲线,可见,二者平衡;2—塑性区域为半径为R2的圆形区域内的应力分布;3—塑
性区域为半径为
R3的圆形区域内的应力分布

图2 支护阻力与围岩变形量的关系

图中p为支护阻力,u为围岩变形量

三、当前煤矿产业中软岩巷道支护技术的应用

事实上,我国对于软岩巷道的研究已经具有50多年的历史,在软岩支护技术方面也具有一定的研究成效,当前,在煤矿实际生产中所
运用到的支护理论主要包括联合支护理论、松动圈支护理论、工程力学支护理论等,其中联合支护理论就是分析不同种支护方式的优缺
点,并且实现两种或者两种以上支护方式优化改革,从而稳定软岩巷道的支护能力,联合支护理论的核心在于,不能够一味的追求提高支
护体的刚度,要先柔后刚,柔刚结合才能够得到良好地支护目的,当前在煤矿产业中所应用的巷道支护技术包括:锚注支护、锚喷支护、
大弧板加强支护等等。本文将主要对联合支护技术理论进行探究。

(一)软岩锚注支护技术的分析

软岩巷道工程中,工程围岩的松动度较大,岩体承载能力差,如果单纯采用锚杆支护难以保证支护体的稳定。要让锚杆支护技术的价
值在煤炭开采充分体现,需要改变工程围岩的强度,进而改善其变形模量以及变形规律。此时可以利用锚杆对软岩进行注浆加固,外锚内
注,强化工程围岩的荷载力,并通过锚杆实现有效的支护。
通过对实际生产数据的总结克制,采用锚注支护不仅能提高了工程岩体的质量以及力学特性,同时也提高了锚杆的支护能力,进而有效的
改善了当前软岩巷道的施工状况,对于锚注支护工作原理的分析如下:
1
)对于节理发育的软岩巷道,注浆是改善工程围岩松散结构的主要方式,同时注浆也提高了围岩内部的粘合力,进而提高了围岩的
强度,同时围岩强度的增加也提高了外部应力的承载力,成为了软岩支护工程中的一部分。
2
)通过锚杆注浆,注浆的流动性作用可以填充如围岩的缝隙,同时可以隔绝空气,有效的控制围岩的风化,避免围岩因被水浸湿而
降低自身强度,提高围岩的稳定性。

(二)锚喷网支护技术的分析与实例探究

软岩条件下锚喷支护的理论依据是挤压加固拱理论,即通过锚杆的锚固作用,使松动范围内的岩体形成具有一定厚度的拱形压缩带来
承载围岩压力,防止围岩本身的移动和脱落;喷射混凝土能及时封闭围岩,隔离水、空气与围岩的接触,防止围岩的风化、潮解和片落;
金属网不仅可以支承锚杆间的围岩,而且可以将单个锚杆连接成锚杆群,与混凝土喷层形成具有一定柔性的薄壁混凝土支护圈,增加支护
的整体性。同时,锚喷网支护允许围岩有较大的变形量,符合软岩巷道对支护性能的要求。

事实上,对于各类巷道支护技术的选择与应用过程中,均需要进行一定的实验探究以及模拟分析,在现代化煤矿生产中通常会采用计
算机模型对相关的支护技术进行模拟分析,进而确定出较为优化的支护技术。

图3锚杆支护加固模型图

在锚杆长度一定的情况下,喷射混凝土的厚度为10cm会大于混凝土的厚度为5cm的支护效果,喷射混凝土的厚度也会影响到支护的安
全性,在锚杆长度和混凝土厚度都恒定的条件下,锚杆间排距越大则安全率越小,反之则安全率越高,其次在对巷道加固后,无论锚杆的
长度如何变化,其安全率都会小于
1。因而在支护工程施工中,应该保证喷射混凝土的厚度在10cm左右。经过测试,锚杆的间排距为 时,
喷射混凝土的厚度为
1时,巷道的安全率仍较低。但是当锚杆长度达到 ,间排距为 和 ,这两种方案的安全率均超过1,能够达到支护工程
的要求,同时经过对支护方案的经济性分析可知,间排距为
的支护方案更为节约成本,因而,巷道顶板与两帮的支护方案应该采用1.8m的
锚杆,间排距为
,喷射混凝土的厚度为10cm的支护方案较为优化。

四、总结

总之,对于软岩支护工程技术的研究对于煤矿产业的可持续发展具有重要的价值作用,目前主要通过改善围岩的受力状态与外部增加
抗力设施相结合的方式、改善围岩内部的力学性能提高围岩的承载能力等方式确定出相应的支护方式,本文仅对两种常见的联合支护方式
进行了简要的分析,联合支护方式能够优化不同种类支护技术的不足,因而必将取得较为广泛的适用范围。

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