周源山矿深井煤巷锚梁网索支护的试验研究

合集下载

锚杆支护设计(5篇)

锚杆支护设计(5篇)

锚杆支护设计(5篇)第一篇:锚杆支护设计冀中能源峰峰集团万年矿上13261溜子道煤巷锚网索支护设计说明书审批:主管矿长总工程师开掘副总生产技术部(调度)生产技术部(技术)审核地质组设计:月日月日月日月日月日月日月日月日上13261溜子道煤巷锚网索支护设计说明书一、地质概述1、巷道位置及范围上13261溜子道东邻13261工作面采空区;南邻F9号断层;西以上261工作面为界;北以三水平轨道上山和上车场保护煤柱线为界。

本工作面四面均有采掘。

工作面标高-245~-255,本工作面对应地面位置在庄宴村东北,主要是坡地。

地面标高248~261,2#煤层平均埋深500m。

2、地质状况本区煤层基本稳定,2#煤厚度为3.6~5.4m,平均4.5m;煤层产状:倾向63°~88°,倾角7°~23°,平均15°,煤质牌号为无烟煤,质硬,其单向抗压强度15~25MPa之间,平均18.5MPa。

伪顶厚平均0.3m,岩性为炭质页岩,松软,破碎易垮落。

直接顶为粉砂岩,局部直接顶相变为细粒砂岩或砂页岩互层,其厚度为2.0~8.0m,平均4.0m;其抗压强度为23.6~48.3MPa,平均45.3MPa,根据原煤炭部下发《地质条件分类细则》确定本区顶板为三类顶板。

老顶为中、细粒砂岩组成,灰白色,以石英、长石为主,裂隙发育,钙质胶结;厚4.0~20m,平均14.0m,岩石坚硬。

底板为粉砂岩,厚约3.0m,其抗压强度27.4~55.3MPa,平均46.2MPa。

二、巷道断面设计1、上13261工作面运料巷采用锚网梁+锚索支护,巷道设计断面为准矩形。

2、巷道断面规格:净宽×净高=4.4m×2.7m。

三、锚杆(索)支护参数设计1、围岩稳定性分类根据对该区围岩分析,参照《MT1104-2009煤巷锚杆支护技术规范》(国家安全生产监督管理总局),对围岩进行分类。

煤层单轴抗压强度σ煤=15~25MPA之间,平均18.5Mpa 直接顶单轴抗压强度σ直接顶=23.6~48.3MPa,平均45.3Mpa 底板抗压强度σ底板=27.4~55.3 Mpa,平均46.2 Mpa。

“三软”煤层沿顶巷道锚网支护试验研究

“三软”煤层沿顶巷道锚网支护试验研究

“三软”煤层沿顶巷道锚网支护试验研究
王红卫;户春峰
【期刊名称】《中州煤炭》
【年(卷),期】1998(000)006
【摘要】在郑州矿区”三软“煤层沿顶巷道中进行了锚网支护与矿工钢棚对比试验,结果表明锚网支护有更好的适应性,并能节约大量支护费用。

【总页数】2页(P3-4)
【作者】王红卫;户春峰
【作者单位】郑煤集团公司;郑煤集团公司
【正文语种】中文
【中图分类】TD353.9
【相关文献】
1.急倾斜"三软"煤层异形断面巷道r锚网索梁联合支护技术 [J], 卓军
2."三软"厚煤层回采巷道锚网索梁联合支护技术 [J], 郭涛;李鹏飞;周小龙
3.三软煤层巷道围岩置换+二次锚网支护技术研究 [J], 夏银彬
4.三软煤层锚网支护托顶掘进技术研究 [J], 周治元
5.三软煤层锚网支护托顶掘进技术研究 [J], 周治元
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

三软煤层巷道锚网索支护设计应用与研究

三软煤层巷道锚网索支护设计应用与研究

三软煤层巷道锚网索支护设计应用与研究党林航;王涛【摘要】煤矿资源逐渐由浅部巷道向深部巷道发展,当前的锚杆支护已不能满足三软煤层巷道的支护要求.作者通过分析锚网索支护原理,针对澄和矿区王村煤矿地质条件,提出了具体的支护设计方案.通过井下实际施工及数据监测表明,该方案可以有效控制巷道变形,为今后此类巷道支护设计提供了参考.【期刊名称】《煤矿现代化》【年(卷),期】2010(000)005【总页数】2页(P102-103)【关键词】三软巷道;支护;锚网索【作者】党林航;王涛【作者单位】西安科技大学,建筑与土木工程学院,陕西,西安,710054;西安科技大学,建筑与土木工程学院,陕西,西安,710054【正文语种】中文【中图分类】TD353(西安科技大学建筑与土木工程学院,陕西西安 710054)三软煤巷支护是我国煤矿向深部延伸和回采时面临的支护难题,也是我国科研工作者攻关的课题之一。

在我国大约占三分之一以上煤层的围岩属于软岩。

由于软岩的种类、岩性存在着很大的差异,而且岩体的软弱程度也不一样,因此巷道所处的地应力和构造应力差别也很大。

对软岩的研究还缺乏系统的、定量的分类,以致于在软岩巷道支护中,仍然根据具体的围岩条件,采用工程类比法来确定其支护方式和支护参数,导致支护效果不理想,巷道围岩变形大,支护结构破坏,甚至出现冒顶事故的发生,严重影响安全生产。

一般的复合顶板软煤层巷道,因其所具有的大变形、大地压、难支护的特点,使得单一的支护形式无法满足全煤巷道支护的需要,因此该类巷道工程问题研究过程中,各种支护形式应运而生,其中较锚网索支护因其有效、经济、方便等优势得到了广泛的使用。

锚网索支护就是针对软岩巷道围岩由于塑性大变形而产生的变形不协调部位,通过锚网-围岩以及锚索-关键部位支护的耦合而使其变形协调,从而限制围岩产生有害的变形损伤,实现支护一体化、荷载均匀化,达到巷道稳定的目的。

锚网索耦合支护材料主要包括锚杆、网、锚索。

软岩巷道锚网支护的研究

软岩巷道锚网支护的研究
( 国矿 业 大 学 ) 中
摘 要 通 过对软 岩 的性质 特点 、 岩巷 道稳 定性 、 软 影响 软岩巷 道 围岩与锚 网支架 变形的主要 因 素 、 岩巷 道的 支护原理 和 变形特 点 、 道 的锚 网支护 方案 、 网索耦 合 支护施 工要 求 、 网支护 失效 软 巷 锚 锚
题, 主要表 现为 :
a )软 岩 的物 理 力 学 属性 。软 岩 的力 学 属 性 , 表 现为 可塑性 、 膨胀 性 、 解性 、 崩 流变 性和 易扰动性 等特
点 。b )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 。
<2 a的岩层 或 / ) 0 MP ( <2的岩层 。 式中:

应 力等 ) 的影 响 。受影 响 时 , 围岩应力 成倍急 剧增 长 , 巷 道变形 非常 大 , 支护 , 不及 时控 制 , 道很快 被 难 如 巷 破 坏 。在 地下工 程 中 , 巷道 开挖将 导致 围岩发 生卸 荷 回弹和应 力重新 分布 , 产生 应力集 中。特别是 对 于软 岩 巷道 , 挖使 围岩 原 有应 力 平 衡 遭破 坏 , 开 同时 又 因
自身 强度低 , 最终 导致 变形破 坏 , 去稳 定性 。此 时 , 失 巷道 采用传 统 的支护方 式一 工字 钢或 U 型 钢可 缩 支
单 轴抗压 强度 ;
r 岩石 容重 ; 一

深度 。
2 )性 质 。
架支 护 已无 法有效 控制 巷道 围岩变 形 , 存在 较多 问 且
① 作 者 简 介 : 宇 峰 冯
软岩 临界 荷 载 : 软岩 的蠕 变试 验 表 明 , 当所 施加

锚网索支护设计施工工艺

锚网索支护设计施工工艺

锚网索喷支护在大型机电硐室的研究与应用1 前言锚网索喷支护是近几年以来大力推广的一种新型支护方式,它具有施工速度快,机械化程度高,支护效果好,成本低等特点。

由于机电硐室跨度大、结构复杂、施工难度大,岱庄矿针对本矿地质构造条件及煤层顶底板岩性,结合围岩松动圈与顶板离层值的测定结果,合理确定了大型机电硐室的支护参数,形成了大型机电硐室以锚网索喷为主的支护方式。

锚网索喷支护是一系列支护,与架棚及砌碹支护相比,变被动支护为主动支护,简化了施工环节,提高了施工速度,节省了投资。

2 xx矿硐室布置与围岩情况xx矿轨道大巷(上下山)一般沿煤层顶底板岩层布置。

首采煤层为3上煤层,揭露的实际煤厚2.8~3.2m,煤层顶板裂隙发育,节理多,为复合顶板。

顶板以粉砂岩为主,次为泥岩、中砂岩和细砂岩,厚0.25~30.59m,平均为4.07m,局部见泥岩或粉砂岩尾顶一层,厚0.20~0.53m。

抗压强度:粉砂岩为33.1~64.5Mpa,中砂岩为60~114.9 Mpa,平均79.6 Mpa;泥岩为44.8~55.5 Mpa,平均50.2 Mpa。

底板以粉砂岩为主,次为泥岩,厚0.54~15.46m, 平均2.88m偶见泥岩底,0.22~050m,抗压强度,44.8~55.5 Mpa。

由上可见,顶板围岩的抗压强度比较低,属于不稳定岩层。

3 围岩松动圈确定xx矿大型机电硐室初期采用砌碹支护,因为劳动强度高,投资大,施工速度慢,制约了生产发展,后改为锚网支护,但锚网支护难以保证硐室不失稳。

为此与山东科技大学共同对3上煤层顶底板围岩松动圈、巷道表面收敛变形及顶板离层值进行了测定,重新对岱庄矿支护参数进行优化设计。

3.1 围岩松动圈测试围岩松动圈是地应力、岩石强度及硐室断面形状等各种因素综合作用的结果,其厚度是反映围岩稳定的综合指标,硐室的开挖,改变了围岩的应力状态,使原岩应力重新释放,原岩应力的释放,硐室围岩将产生弹性和塑性变形,产生弹性和塑性变形的过程,就是围岩松动圈形成的过程,围岩松动圈的大小的确定对支护参数的选取具有重要意义。

煤矿井下锚杆支护知识、原理和锚杆(索)计算及支护设计公式

煤矿井下锚杆支护知识、原理和锚杆(索)计算及支护设计公式

锚杆支护一、锚杆支护的原理锚杆支护就是以维护和利用围岩的自承能力为基点,及时地进行支护,控制围岩的变形和松弛,使围岩成为支护体系的组成部分。

通过锚入围岩内部的杆体,改变巷道围岩的本身的力学状态,在巷道周围形成一个整体而又稳定的承载环,和围岩共同作用,达到维护巷道的目的。

这一支护形式与传统的棚式支护相比属于主动积极加固巷道围岩的支护形式。

二、锚杆在支护中的作用1、锚杆的悬吊作用悬吊作用是指用锚杆将软弱的直接顶板吊挂在其上的坚固老顶之上。

如图1所示,或者是用锚杆将因巷道开挖而引起松动的岩块连接在松动区外的完整坚固岩石上,使松动岩块不至冒落。

2、锚杆的组合梁理论在层状岩层的巷道顶板中,通过锚入一系列的锚杆,将锚杆长度以内的薄层岩石锚成岩石组合梁,从而提高其承载力。

利用锚杆的拉力将层状岩层组合起来形成组合梁结构进行支护,这就是锚杆组合梁作用。

组合梁作用的本质在于通过锚杆的预拉应力将原视为叠合梁的岩层挤紧,增大岩层间的摩擦力;同时,锚杆本身也提供一定的抗剪能力,阻止其层间错动。

锚杆把数层薄的岩层组合成类似铆钉加固的组合梁,这时被锚固的岩层便可看成组合梁,全部锚固层能保持同步变形,顶板岩层抗弯刚度得以大大提高。

3、锚杆锲固作用锚杆的悬吊作用锚杆的组合作用是指在围岩中存在一组或多组不同产状的不连续面的情况下,由于锚杆穿过这些不连续面,防止或减少了围岩沿不连续面的移动。

如图3。

44、挤压加固拱作用形成以锚杆头和紧固端为顶点的锥形体压缩区。

如将锚杆沿拱形锚杆的楔固作用p бb p 锚杆的楔固作用-б p (бbp巷道周边按一定间距径向排列,在预应力作用下,每根锚杆周围形成的锥形体压缩区彼此重叠联结,在围岩中形成一连续压缩带。

它不仅能保持自身的稳定,而且能承受地压,组织上部围岩的松动和变形。

显然,对锚杆施加预紧力是形成加固拱的前提。

5、锚杆的减跨作用如果把不稳定的顶板岩层看成是支撑在两帮的叠合梁,由于可视悬吊在老顶上的锚杆为支点,安设了锚杆就相当于在该处打了点柱增加了支点而减少了顶板的跨度,从而降低了顶板岩层的弯曲应力和挠度,维持了顶板与岩石的稳定性,使岩石不易变形和破坏。

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。

深部软岩巷道锚喷网索耦合支护技术应用实践

深部软岩巷道锚喷网索耦合支护技术应用实践

深部软岩巷道锚喷网索耦合支护技术应用实践摘要:随着矿井开采深度的不断增加,深部软岩巷道支护的问题日趋严重。

本文通过现场监测分析了巷道变形破坏的原因,并利用软岩巷道锚喷网耦合支护技术对初始设计进行修改,有效地控制了巷道的变形,达到了预期的目的。

关键词:软岩巷道;锚喷网索;耦合支护锚杆支护技术已在软岩巷道支护中得到了广泛的应用,而许多软岩巷道的锚杆支护设计都是凭借经验或工程类比法来完成的,一味地强调支护体的强度、刚度,忽略了软岩本身具有较大塑性变形的特点,从而盲目施工,造成巷道支护效果不理想,甚至由于巷道局部出现的塑性大变形得不到有效控制,致使巷道由局部破坏发展成整个巷道失稳。

锚喷网索耦合支护技术充分地注意到了软岩巷道围岩本身具有的剧大变形能,并通过支护体与围岩相互作用,实现支护一体化、荷载均匀化,及时限制围岩由于塑性大变形产生不协调部位,实现巷道的稳定。

1地质概况与巷道初始设计1.1地质概况徐州矿务集团义安煤矿东三七煤运输下山巷道埋深850m,按-17o坡度以220o方位穿层施工,由于巷道埋深大,已超过软化临界深度,巷道围岩呈现出大变形、大地压、难支护的现象;加之受断层构造带的影响,巷道围岩十分破碎,其岩性为灰色泥岩,巷道开挖后泥岩吸附工程用水及空气中的水分,产生较大的塑性变形。

1.2 巷道初始设计巷道初始设计采用工程类比法,支护方式为直墙半圆拱形锚喷网索支护方式,其主要技术参数如下:①巷道支护规格(宽×高)为:3.4m×2.8m,全断面每排共布置11根锚杆,锚杆选用直径20mm,长2000mm的左旋无纵筋螺纹钢等强锚杆,间排距为700mm×800mm,每根锚杆使用2卷Z2335型树脂锚固剂进行端头锚固,设计锚固力不低80KN,铁托盘规格为:120mm×120mm×10mm。

②钢筋梯规格:净长3.0m,由直径12mm的圆钢加工而成;金属网采用电焊平网,规格:网片尺寸2.4×1.0m2,网孔尺寸50×50mm2 。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
为 3 5 mm. 树 脂 与 围 岩 的 粘 结 强 度 p 3 则 。可 按 式
圈厚度进行 了数值模拟 , 验和模 拟 结果表 明: 试 锚梁 网 索支 护在 深井煤 巷 支护 中是 一种极其 有效 的支 护形 式, 得在 全 矿推广 值
应用 .
关键词 : 锚梁网支护; 锚索支护 ; 支护设计 ; 护效果模拟 支 中图分类号 :D 5 . T 336 文献标 识码 : A 文章编 号 :64—57 ( 0 1 0 0 0 0 17 8 6 2 1 )4— 0 6— 4
内成 功案例 的基 础上 , 出在该矿 2 提 4回风上 山进行 锚
2 树 脂锚 固剂在 巷道 围岩 内粘 结 强度 的确 定
2 1 锚杆 ( ) 固 力现场试 验 . 索 锚
为确 保锚 杆 、 索支 护 可靠 , 2 锚 在 4回风上 山开 门
段进行顶锚杆 、 帮锚杆及锚索的拉拔试验 , 试验结果如
( 湖南省煤业集团 周源 山煤矿 , 湖南 郴州 4 30 ) 24 4

要 : 源 山矿采深 大、 周 压力大, 原有 的梁式支护 已越来越不适应现有的生产地质条件 , 为此, 在现场锚 杆锚 固力拉拔试 验的
基础上 , 应用现代锚杆 支护理论进行 了2 4回风上 山锚杆支护参数设计 , 并对 2 4回风上 山采用预 应力锚杆 +锚索支 护的 围岩 松动
2 4回风上山断面采用净宽 2 8m, . 净高 23m 为 . .
矩形 断 面.
式之一. 0 年以来, 2 4 0 随着周源山煤矿 向深部延伸 ( 采 深已达 83m , 1 )其地质构造越来越复杂, 巷道 围岩压力 也随之加大 , 原有采 用梁 式支 护 的巷 道 断梁折 柱 、 冒 垮 现象 明显增 多 , 重影响着煤矿 的正常安全生产 . 严 对 于深 井煤 巷 的支 护 , 们进 行 了许 多卓 有 成 效 人 的研 究 ¨ J其 中锚 梁 网索 支护在 控制 巷道 围岩 变 形 , , 保证 巷道 断面 利用 率方 面 是 一种 有 效 的 支护 形 式 , 锚 梁 网索 支护是 在锚梁 网支护 结构 基础上 增加锚 索支 护 结构的一种联合支护形式. 周源山煤矿在参考借鉴 国
1 支 护 试 验巷 道 的生产 地 质 条 件
2 4回风上 山是作为 2 4采区专用 回风上山 , 沿四煤顶 板掘进施 工 , 总长度超过 80m, 0 使用年限 l ~ 0年. 5 2 巷道 直接顶为 1 2n 的砂质泥岩 , ~ l 上覆 2~ 的细砂 岩 , 3m 煤
帮锚杆
树 脂锚 固剂 锚 固长度 Z按下 式计 算 : 。
f 。=砰f ( 一 . R R ) /
锚 杆半 径 , m; : 固剂半 径 , m. m R 锚 m
() 1
式 中 , : 固剂总 长度 , m; : 2 锚 m R 钻孔 半 径 , m; : m R
经 计算 , 卷 长 度 为 30mm 时 的顶 锚 杆 锚 固长 药 5 度为 4 2m 药 卷 长度 为 30m 时 的帮锚 杆 锚 固长 8 m; 5 m 度 为 4 2m 药卷 长度为 70mm时 的 锚索 锚 固长度 0 m; 0
2 0世纪 9 0年代 以来 , 随着我 国煤巷 锚杆 支护 理论 及设计方法 的不断完善 , 的支护 材料和 支护器具 不断 新 研制成功并生产投入使用 , 煤巷锚杆支护以其显著的技 术、 经济优越性 已成为煤矿巷道支 护 的一 种重要支 护形
四煤顶板抗压强度为 3. P , 85M a抗拉强度为 14 a底 .8MP , 板抗压强度为 3. P , 48M a抗拉强度 为 17 P. .5M a
收稿 日期 :0 1— 6— 6 2 1 0 2
顶锚索
l 2 5. 4 1 2 5. 4
基金项 目: 圜家 自 然科学 基金资助项 目(0 7 0 2 58 44 )
通信作者 : 谭小华(9 0一) 男 , 17 , 湖南茶陵人 , 丁程师 . 研究 方向 : 煤矿生产技术管理. E—ma :xthy 6 .o i th t@1 3 cr l x n
表 1所示 .
表 1 锚 固 力拉 拔 试 验 结 果
T b 1 A c oi g f re o u l u s a . n h rn oc fp l —o t e t t
网梁 加锚 索支 护试验 研 究 , 以便 在试 验 成 功后 在 全 矿
煤巷 中推 广应用 .
第2 6卷 第 4期 21 年 l 01 2月
矿 业 工 程 研 究
Mieal n ie r g Re e rh n r gn e i s ac E n
Vo . 6 No 4 12 .
De . 2 1 c 01
周 源 山矿深 井煤 巷锚 梁 网索支护 的试 验研 究
谭 小 华

2 2 围岩粘 结强 度 的确 定 .
体抗 剪 力. 现 有 的常规锚 杆 支 护设 计 方 法 有 : 验公 式 计算 经 法、 工程类 比法 、 限平 衡 区锚 杆 支 护设 计 方 法 、 层 极 煤
巷 道 围岩预 应力 锚杆 支 护 设计 方 法 、 围岩 松 动 圈锚 喷 支护设 计方 法 . 一般 根据 矿 井 具 体 的生 产 技 术条 件 和
1 0 8. 0
1 o 8. 0
30 5
9 1 8 5 8 7 4. 51 O .
l o 8. 0
1 2 5. 4
30 5
30 5 30 5 30 5
层平均厚度为 14m, . 平均倾角 为 1。巷道的底板为 9, 7 8m ~ 的砂质泥岩. 根据资局岩石煤层物理力学实测资 料查 出四煤抗压强度为 1. M a抗拉强度为 07 P , 83 P , .4M a
相关文档
最新文档