深部煤层巷道支护技术
煤矿深部巷道围岩控制及支护技术
煤矿深部巷道围岩控制及支护技术汇报人:日期:CATALOGUE 目录•引言•煤矿深部巷道围岩控制技术•煤矿深部巷道支护技术•煤矿深部巷道围岩控制及支护技术实例分析•结论与展望01引言研究背景与意义煤矿深部巷道围岩控制及支护技术是煤矿安全高效开采的关键技术之一。
目前,我国煤矿深部巷道围岩控制及支护技术仍存在诸多问题,亟待解决。
煤炭作为我国主要能源来源,保障其安全、高效开采具有重要意义。
研究现状与发展趋势国内外学者针对煤矿深部巷道围岩控制及支护技术开展了大量研究。
目前,我国煤矿深部巷道围岩控制及支护技术正朝着高可靠性、高强度、高耐久性、高环保性等方向发展。
未来,该技术将更加注重信息化、智能化、绿色开采等方面的研究与应用。
02煤矿深部巷道围岩控制技术围岩稳定性分析围岩稳定性对煤矿安全具有重要意义,分析围岩稳定性可预测巷道破坏、塌方等风险。
围岩稳定性分析包括岩石力学试验、数值模拟等方法,以评估围岩的强度、变形和稳定性。
围岩稳定性分析结果可为合理确定巷道位置、支护方案等提供科学依据。
围岩支护设计原则根据围岩稳定性分析结果,制定有针对性的支护方案。
综合考虑巷道的服务年限、地层条件、水文地质等因素,选择合适的支护方式。
重视现场监测与信息反馈,及时调整支护参数,确保支护效果与安全。
煤矿巷道支护类型主要有锚杆支护、喷射混凝土支护、棚式支架支护等。
锚杆支护适用于围岩较稳定、节理发育的巷道;喷射混凝土支护可及时封闭围岩,防止风化;棚式支架支护适用于围岩压力大、变形严重的巷道。
根据围岩稳定性分析结果,结合矿井实际情况,选择合适的支护类型。
巷道支护类型与选择03煤矿深部巷道支护技术利用锚杆的拉力和锁定性,对巷道围岩进行加固和稳定,提高其承载能力。
锚杆支护原理锚杆支护类型锚杆支护施工工艺包括机械锚杆、树脂锚杆、钢丝绳锚杆等,根据巷道围岩类型和支护要求选择合适的类型。
包括钻孔、锚杆安装、固定等步骤,需注意锚杆的深度、角度和固定效果。
浅谈深部煤巷支护技术
鹤煤公 司八 矿 井 田基 本 构 造 形态 为 单 斜 构 造 , 井 田地 质条 件 比较 复 杂 , 断层 发 育 , 板 破 碎 , 正 顶 矿
山压力 大 , 断层走 向 N 倾 向 N 或 s , 角 小 于 E, W E倾
2。 大于4 。 5或 5 。井 田 宽 缓 褶 皱 控 制 地 层 产 状 , 层 煤
掘进后 、 采煤 工作 回采 前 , 巷道 棚梁 弯 曲 变形 、 甚至
折 断 , 道 断 面 减 小 , 重 影 响 通 风 、 人 , 安 全 生 巷 严 行 给
产带来 危害 。 因此 , 工作 面 进 入前 必 须 对 巷 道进 在 行 重新扩 修 。
为解决 空顶 、 帮问题 , 空 在掘 进 中遇到煤 质酥 软情况
对 掘 进 和 回采 安 全 造 成 重 大 影 响 。 主 要 表 征 反 映 在
2 联 合 支 护 技 术
( ) 案设计 。30 1方 , 13南 回风 巷 掘 进 工 作 面 煤 巷
总长 4 0 m, 用 4 0m ×3 2 m 的 2 U型 钢 支护 , 2 采 . . 9 棚 距 0 6m。使用 u型 钢 棚 支 护 中 , 于煤 巷 掘进 . 由 承受压 力 大 , 被压 酥 , 进 中巷 顶流 煤 , 煤 掘 易造 成 空 顶 、 帮 , 棚 的稳 定 性 受 到 影 响 , 来 安 全 隐 患。 空 架 带
控 制顶板 与煤 壁 的 整 体性 。根 据 现 实 条 件 , 应采 取
收 稿 日期 : 0 1 1 0 2 1 —0 — 7
有 针对 性 的措 施 强化 棚 梁 支 护 , 根据 不 同情 况采 取
5m 的砂 质泥 岩 隔水 层 ; 层 基本 底 为厚 7 5 m 的 煤 . 砂岩 , 含水 性弱 , 掘进 过程 中局部 会 出现底 板渗水 现
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。
煤矿深部巷道二次加强支护技术探讨
摘要:伴随着经济的发展,市场对煤炭资源的需求量不断增加,深部煤炭资源的开发是近几年煤炭企业发展的主要方向。
在实际应用中,深部煤炭资源的开发受高地应力以及开采技术欠缺等问题的影响,导致煤矿深部巷道支护存在很多问题。
笔者结合多年工作经验,从煤矿深部开采存在的问题和深部巷道支护的要求着手,对煤矿深部巷道二次加强支护技术做了简要分析。
关键词:煤矿深部二次加强支护技术问题要求煤矿产业是我国经济发展的支柱产业之一,伴随着经济的发展,我国有限的煤炭资源很难满足市场的需求量,如何解决煤炭资源短缺问题是煤炭企业建设发展的当务之急。
近几年,煤矿开采的深度不断增加,开采环境不断恶化,地温升高、作业施工困难、巷道维护施工复杂以及施工成本不断提高等问题常有发生。
煤矿深部巷道二次加强支护技术是煤矿企业为了满足市场而发展研究的一种全新的支护技术,在实际应用中取得了良好的效果。
1煤矿深部开采存在的问题巷道的断面与煤矿开采的深度成正比,伴随着经济的发展,市场对煤炭资源的需求量不断增加,煤矿开采的深度也逐年上升,据相关数据显示,近十年,煤矿开采的深度增加了100m 左右,巷道断面平均增加10.3%。
伴随着开采深度的增加,巷道周围岩石所受的地应力作用越来越大,过大的应力作用会使巷道周围的岩石产生剧烈的震动导致巷道变形。
矿井越深巷道矿压问题就越严重,失修率也越来越大,据经验显示,1500m 深度的巷道失修率比700左右巷道失修率高出10倍左右,部分巷道还经常出现边挖掘边修理以及反复维修等问题。
深部巷道维护问题已经严重影响了煤炭行业的发展,解决以上问题是行业建设者的当务之急。
2煤矿深部巷道支护的要求针对煤矿深部开采存在的问题,对深部巷道支护技术提出了以下要求:第一,结合煤矿开采现场实际需求,工作人员应该重点考虑开采现场岩石所受的应力大小,如果岩石所受的应力较大,深部煤炭资源就很难得到有效解决。
因此,工作人员必须以远端岩石的稳定性对施工现场的岩石进行控制,减小岩石支护后的变形量;第二,施工人员应该结合设计图纸,合理控制巷道的收缩空间,保障岩石受力作用后最大程度地保持原有的形态;第三,煤矿开采过程伴随着较大的振动,振动过大对巷道会产生较大的破坏从而影响开采工作,工作人员应该利用炮掘等手段,对巷道实施光面爆破。
煤矿深部巷道锚杆支护技术
1.概念 1.4 锚杆的预紧扭矩:
在锚杆安装过程中,对锚杆螺母施加的力矩,单位N•m; M=F*L,M为扭矩,F为力(N),L为距离(m)
1.4.1 锚杆预应力:
在锚杆安装过程中,对锚杆杆体施加的轴向拉应力,等 于锚杆预紧力与杆体横截面积的比值,单位MPa。
2.几种易混淆的力之间的关系 2.1 锚固力与拉拔力区别:
2.几种易混淆的力之间的关系 2.2 预紧力和预紧扭矩的关系:
2.2.2预紧力是力,是施加在锚杆(锚索)上的拉力,单 位kN;预紧扭矩是力矩,施加在压紧螺母上,单位N·m.
2.2.3二者测量仪器不同。预紧力可以通过安装在锚杆 托盘与螺母间的锚杆测力计观测;预紧扭矩可以通过数字显 示或带有刻度显示的锚杆扭力扳手观测。
煤矿深部巷道支护技术
1.概念
锚固力 预紧力 拉拔力 预紧扭(力)矩 预应力
1.概念
1.1 锚固力:指锚杆对围岩的约束力,它包括径向锚固力 和切向锚固力,径向锚固力含托锚力和粘锚力。托锚力是 托板阻止向巷道内位移,对围岩施加的径向支护力;粘锚 力是锚杆通过粘结剂对围岩施加的径向作用力;切向锚固 力是锚杆体施加贯穿岩体弱面,对弱面的滑动和张开产生 的限制力,单位:kN。
1.概念 1.1.1 锚固力的作用:锚杆的锚固作用体现为径向和切向
锚固力的作用。径向锚固力对围岩施加围压,将围岩由 单向、双向受力状态转化为双向、三向受力状态,提高 围岩的稳定性。锚杆贯穿同一岩层中的弱面,切向锚固 力改善了弱面的力学性质,从而改善了围岩的力学性质。 因此锚杆是兼有支护和加固两种作用的较完美的支护形 式。径向锚固力主要起着支护作用,切向锚固力主要起 着加固作用。而在煤巷围岩中,主要是径向锚固力起作 用,起到支护作用。
2.几种易混淆的力之间的关系 2.3 预紧力与预紧应力区别:
浅析煤矿深部回采巷道支护技术
【 关键词 】 煤矿巷道 ; 围岩控制 ; 联 合支护 ; 连续 介质力学
【 中图分 类号 】 T D 3 5 3
【 文献标识码 】 B
【 文章 编号 】 2 0 9 5 — 2 0 6 6 ( 2 0 1 4 ) 0 4 — 0 1 2 0 — 0 2
1 深部 回采 出现 的支护状 况
析; ② 岩 体 的 应 力 位 于 弹性 的 范畴 的 时候 , 可 以采 取 弹性 力 学
⑧ 岩 体 的 部 分 处 于 塑性 的 情 况 之 后 , 最好 采 取 弹 深 了1 0 0 m. 岩 石 的巷 道 的 断 面 扩 大 了 大 约 8 . 1 %. 平 均 下 来 煤 的 方 法 解 决 ; 塑 性 力 学 或 者 是 损 伤 力 学 的 方 式 进 行 探 究 倘 若岩 体 应力与 和 半 煤 岩 巷 扩 张 了 大约 3 2 %。 并且 伴 随 着 开 采 的 深 度 的 不 断
对 应 即 的是 围岩 所 必须 供 给 的 的 最 小 的 支 护 阻 力 p a 。
岩石名称 柱 状 屡厚
/ m
2 对巷道 围岩 的稳 定性 的研 究
连 续 介 质 力 学 觉 得 支护 的 结构 和 围岩 的 互相 结合 .成 为
一
岩 性 说 明
个联合的承载体制 , 其 中的围岩作为重要承载的结构 . 支 护
些有 规 律 性 的想 法 。连 续 介 质 力 学 模 型 如 图 1 所 示
结 构 即是 加 在 无 限 或 者 是 半 无 限介 质 孔 洞上 的加 劲 环 它 的
作 用是 可 以映 射 地 下 的 工 程 挖 掘 后 围岩 应 力 的 情 况 针 对 围
岩 连 续介 质 力学 的 模 式 , 当 下 最 为 常 用 的 求 解 的 方 法 为 解 析 计 算 法 ,解 析 计 算 法 即是 是 运 用数 学 力 学 等 计 算 方 式 得 出 闭 合 解 的一 种 方法 ,根 据 对 解析 的 方 式和 对 其 结 果 即 可 得 出一
煤矿作业面的巷道支护技术
煤矿作业面的巷道支护技术在煤矿作业面中,巷道支护技术是确保生产安全和提高矿工工作环境的重要手段。
巷道支护技术的发展对煤矿作业面的安全和可持续发展起到了关键作用。
本文将探讨巷道支护技术的现状、发展趋势以及在煤矿作业面中的应用。
一、巷道支护技术现状随着煤矿行业的迅速发展,巷道支护技术的研究和应用也取得了重要进展。
目前,常见的巷道支护技术包括煤柱支护、锚杆支护、钢拱架支护等。
这些技术通过支撑和加固巷道的结构,有效地防止巷道塌方和支护材料的破坏,确保煤矿作业面的稳定和安全。
在巷道支护技术中,煤柱支护是一种常见且有效的技术手段。
它通过保留一定宽度的煤柱来支撑巷道,阻止煤层的坍塌。
煤柱支护不仅能够提高巷道的稳定性,还可以减少煤层变形和采空区的扩展。
此外,钢拱架支护是一种常用的技术手段,它通过设置钢拱架来支撑巷道的顶部和侧面。
钢拱架具有高强度和耐腐蚀性,能够有效地增强巷道的稳定性和承载能力。
二、巷道支护技术的发展趋势随着科技的不断进步,巷道支护技术正朝着智能化、自动化和节能环保的方向发展。
一方面,智能化技术的引入可以提高巷道支护系统的监测和控制能力。
例如,通过传感器和监测设备对巷道的稳定性和环境参数进行实时监测,可以及时发现问题,采取相应的措施进行预警和修复。
另一方面,自动化技术的应用可以提高巷道支护施工的效率和质量。
例如,采用自动化设备和机器人进行巷道支护施工,可以减少人工操作,提高施工速度和安全性。
此外,节能环保也是巷道支护技术发展的重要趋势。
传统的巷道支护技术通常需要大量的支撑材料和能源消耗,在一定程度上对环境造成了负面影响。
因此,研究人员正在努力寻找新型的节能环保材料和技术,用于巷道支护。
例如,利用环保材料替代传统支护材料,可以降低资源浪费和污染排放,实现煤矿作业面的可持续发展。
三、巷道支护技术在煤矿作业面中的应用巷道支护技术在煤矿作业面中起到了关键作用。
首先,有效的巷道支护技术可以提高巷道的稳定性和承载能力,减少巷道坍塌和事故的发生。
矿井深部巷道支护技术研究
矿井深部巷道支护技术研究1 深部开采支护技术围岩状态是巷道矿压控制的基础。
由于开采深度大,深井巷道围岩普遍处于破裂状态,这与中浅部开采有所不同。
并且,现有支护不可能改变深井巷道围岩的破裂状态。
因此,深部开采巷道矿压控制原则的确定和控制措施的采用都应建立在围岩破裂状态的基础上。
在实践中,由于支护不及时以及支护时支架通常不能与围岩密切接触,只有在巷道产生较大变形后支护才起作用。
而此时围岩无疑己经破裂。
事实上,深井巷道一开掘时围岩就处于破裂状态,产生了破裂区。
与中浅部开采不完全相同,深部开采面对的必然是开巷后围岩处于破裂(残余强度)状态。
这就是深井巷道矿压控制的基础。
2 深井巷道矿压控制的总体原则深井巷道矿压控制总的原则是:采取一切可能的措施,减小巷道围岩的破裂范围。
这是由深井巷道围岩状态的特点决定的。
选择适当的巷道位置和巷道保护方法是深井巷道矿压控制的基本要求和原则,合理的巷道支护是深井巷道矿压控制的根本保证。
通常,岩层卸压和单纯的岩层加固(支护如锚喷支护、锚注支护等也具有加固围岩的作用)作为深井巷道矿压控制的辅助措施。
然而,在围岩条件相当差的情况下,岩层加固是必须的。
在岩层压力(开采深度)很大的情况下,岩层卸压是必须的。
有时,岩层卸压和岩层加固都是必要的。
深井巷道矿压控制的难点依然是采准巷道,特别是不得不布置在煤层中的回采巷道,在深部开采条件下当受到数倍于原岩应力的支承压力作用时将变得很难维护。
改善煤层平巷维护条件应采取多方面的措施,最根本的措施是改变开采体系,即改后退式回采为前进式回采。
目前,我国普通采用后退式采煤法,在深部开采中也不例外。
由于区段平巷在工作面回采前一次掘出,在深部开采条件下掘巷时就会产生较大变形,受采煤工作面超前支承压力的影响,巷道维护状况将进一步恶化,产生严重变形甚至破坏,结果不得不翻修。
采用前进式采煤体系时,区段平巷随采随掘,不仅维护时间短,而且不受工作面前方移动支承压力的影响,对深部开采的煤层平巷维护比较有利。
矿井深部巷道支护技术优选
技术应用与研究2019·08142Modern Chemical Research当代化工研究矿井深部巷道支护技术优选*戴 彬(阳泉市南庄煤炭集团有限责任公司 山西 045000)摘要:进行煤矿深部开采时,周围环境较为复杂,地应力、地温以及渗透压都比较高,同时还会受到强烈的开采扰动影响,因此深部的巷道环境十分复杂,经常伴随着支护体失效、巷道破坏、顶板下沉以及底鼓等问题的产生,同时还会加重水、瓦斯、高温以及冲击地压等灾害的发生,严重影响了煤炭的安全开采。
因此,为了减少深部开采时巷道围岩的变形量,保证通风和运输的安全,需要选择合适的支护技术。
关键词:深部复杂条件;三高一扰动;支护技术;应用实例中图分类号:T 文献标识码:AOptimization of Support Technology for Mine Tunnel in Deep PartDai Bin(Yangquan Nanzhuang Coal Group CO., LTD., Shanxi, 045000)Abstract :In the deep mining of coal mine, the surrounding environment is more complex, the ground stress, ground temperature and osmoticpressure are relatively high, and it will also be affected by the strong mining disturbance. Therefore, the tunnel environment in the deep part is very complicated. It is often accompanied by problems such as failure of support body, damage of roadway, sinking of roof, and bottom drum. At the same time, it will also aggravate the occurrence of disasters such as water, gas, high temperature and impact ground pressure, which has seriously affected the safe mining of coal. Therefore, in order to reduce the deformation of roadway surrounding rock during deep mining and ensure the safety of ventilation and transportation, it is necessary to choose a suitable support technology.Key words :deep complex conditions ;three high disturbance ;support technology ;application Examples本文以某矿井为例进行研究,该矿井地质赋存条件较为复杂,地质构造较多,例如断层、陷落柱以及向背斜等,水文条件也较为复杂。
深部巷道倾斜煤层顶板锚网索联合支护技术
中州 煤 炭
总第支护技术
王 国祥
( 南 煤 业 化 工 集 团 鹤 煤公 司 八 矿 , 南 鹤 壁 河 河 480 ) 5 0 8
摘 要 : 煤 公 司八 矿煤 巷 现 处 于 深 部 开 采 , 进 支 护 均 采 用 2 U 型 钢 棚 , 本 高 , 经 常 出现 前 掘 后 垮 的 现 鹤 掘 9 成 且
用 U型 钢棚 支护 , 断 面 为 4 0 m ×3 2 m, 仅 成 其 . . 不 本 高 , 经 常 出现 前 掘后 垮 的现 象 。第 1天 施 工 的 且 支架 , 第 2天 由于 受 压 下 宽 就 减 少 0 3~0 5 m。 到 . . 八矿 施工 的煤 巷 掘 进 工作 面 多 处 在矿 井 深 部 水 平 , 由于巷道 地压 大 、 围岩 破 碎 、 断层 和地 质 条 件 复 杂 ,
() 层 赋存条件。结合 20 2煤 4 5工 作 面 采 掘 经 验分 析 , 层平 均 厚度 可 能为 6 5 m, 部 煤 层顶 板 煤 . 局 有起 伏 。该工 作 面煤层 赋存 稳 定 , 煤层走 向南北 , 倾
向 西 东 , 层 倾 角 平 均 为 2 。 煤 厚 均 匀 稳 定 , 层 煤 5, 煤
5m / , 大涌 水量 1 h 对 掘进 面影 响不 大 。 h 最 0m / ,
() 3 围岩 特 征 。 直 接 顶 为 砂 质 泥 岩 , 7 4 厚 . 3 m,
作 面 南 部 有 一 煤 层 变 薄 带 , 煤 层走 向宽 约 5 沿 0 m,
对 巷道 掘进 工 作没 有影 响 。 ( ) 斯 、 尘 和 自然 发 火 期 。掘 进 工 作 面 瓦 5瓦 煤 斯 含量 高 , 出量 大 , 对 瓦斯 涌 出量 2 5m / n 涌 绝 . mi, 相对 瓦 斯涌 出量 2 t按 突 出危险 区管 理 。煤 尘 6m /, 具有 爆 炸 危 险性 , 炸 指 数 为 1 . 2 。煤 尘 有 自 爆 47%
深部高地压巷道锚索支护技术对策
深部高地压巷道锚索支护技术对策随着我国煤炭资源的逐渐枯竭,煤矿采煤深度不断增加,深部高地压巷道的岩层压力也相应增大,对煤矿安全生产提出了更高的要求。
在这样的背景下,深部高地压巷道锚索支护技术成为了煤矿巷道支护的重要技术手段。
1. 巷道锚索支护原理巷道锚索支护技术是指在巷道围岩或煤层顶板上预埋锚杆,利用锚杆传递的张力来支撑巷道围岩或煤层。
巷道锚索支护可以有效减缓围岩应力,增大围岩稳定范围,减少岩层和煤层的开裂和顶板下沉,提高巷道的安全性和稳定性。
巷道锚索支护方式包括单体锚索支护和复合锚杆支护。
单体锚索支护是指在巷道围岩或煤层顶板上单独设置锚杆,采用单一方式传递张力;复合锚杆支护是指在巷道围岩或煤层顶板上同时设置多根锚杆,通过相互配合的方式共同传递张力,增加了支护效果和稳定性。
1. 加强探测技术深部高地压巷道的围岩和煤层岩层压力巨大,需要提前对巷道周边的岩层情况进行准确的探测和分析,以便选取合适的锚杆支护方式和技术参数。
通过地质雷达、地震勘探、钻孔岩芯等高科技手段,可以全面了解巷道围岩和煤层的岩性、断裂、裂隙、裂纹等情况,为巷道锚索支护提供科学依据。
2. 选用合适的锚杆和锚索材料深部高地压巷道锚索支护的强度和稳定性对锚杆和锚索的材料质量有着极高的要求。
应选用高强度、耐蚀性好的材料,如高强度合金钢锚杆、高强度碳纤维锚索等,以提高锚索支护系统的强度和耐久性,确保巷道围岩和顶板的长期稳定支护。
3. 完善支护工艺深部高地压巷道锚索支护工艺需要综合考虑锚孔钻进、锚杆预埋、张拉锚索、固化锚固等环节,合理制定施工方案,严格按照规范要求进行施工操作。
在预埋和张拉锚索过程中,要注意控制锚杆和锚索的张力,避免因过大的张力导致巷道围岩开裂或顶板下沉,影响设备和人员的安全。
4. 定期检测和维护深部高地压巷道锚索支护系统在长期使用过程中,需定期进行巡检和维护,及时发现和处理锚孔破坏、锚杆变形、锚索锈蚀等问题,确保锚索支护系统的完好和可靠。
深部煤矿巷道掘进和支护关键技术与应用研究
深部煤矿巷道掘进和支护关键技术与应用研究摘要:为提高深部煤巷掘进过程中的安全性,阐述了现阶段煤矿开采的掘进技术和支护技术存在的问题,提出了巷道掘进过程中需要注意的事项,针对深部煤矿巷道掘进特点提出了采用锚网和锚注支护技术,最后对深部巷道掘进和支护关键技术应用进行了分析,为其他煤矿企业提供借鉴。
关键词:煤矿开采;巷道掘进技术;支护技术引言众所周知,随着时代的发展与科技的进步,国家对能源的需求量越来越多,许多工业生产所需的原材料日益增加。
中国拥有丰富的煤炭资源,而煤炭资源是工业生产中重要的原材料之一,由于开采难度比较大,且一般的开采方式是井工开采,提高煤矿的掘进技术水平是非常有必要的,这样既可以降低生产成本,又可以提高生产效率。
除此之外,在煤矿巷道掘进开采中,还应有针对性地采用不同的掘进技术,并对巷道掘进实施安全管理。
1巷道掘进和支护技术现状煤矿巷道掘进常用的技术主要有三种,分别为综合机械掘进法、掘锚式法和整体化流水线法。
三种技术应用场景不同,其优缺点也不一致。
但这三种技术都有一共同点,可控制掏槽角度在50°~90°的范围内,增大掏槽的表面积以便顺利采取巷道掘进操作。
由于煤矿的地质环境有些较为特别,为软岩层,针对该地质创造出了巷道掘进爆破技术,该技术综合了斜眼掏槽与直眼掏槽的优点,显著提升掘进工作的效率。
在煤矿生产工程中,应根据环境特点科学合理的选用掘进技术以及支护技术,在保障巷道掘进过程的安全性的前提下,有效提升煤矿生产的效率,为企业带来巨大的经济利益。
2巷道掘进和支护关键技术2.1钻爆技术钻爆技术是在较为坚硬的岩石层中所用到的一种掘进技术。
随着科技的不断创新,钻爆技术由起初的人工引爆发展到如今通过钻车来打孔然后进行开采,再运用新兴技术进行岩石的爆破。
在应用该技术的过程中需注意的问题如下:a)爆破前勘测周围岩层情况和掘进巷道的环境,并计算炮眼位置,这样更有利于达到爆破的效果。
b)计算所得参数不能直接应用,还需要与标准参数进行对比,选择更准确的数值进行爆破。
深部高地压巷道锚索支护技术对策
深部高地压巷道锚索支护技术对策深部高地压开采是煤炭生产中一项重要的采掘方式,但是由于采煤引起的巷道变形容易引起危险。
为了确保采煤过程中的安全,需要进行适当的锚索支护。
本文将介绍深部高地压巷道锚索支护技术对策。
一、深部高地压巷道特点深部高地压采煤是指在地质条件复杂、覆岩较厚、地层断裂多且错动大、地应力大、地温高等条件下的开采过程。
在这种采煤方式下,巷道结构存在以下特点:1.巷道变形较大。
由于地应力大,开采过程中巷道因剖采压力增大而发生较大变形,如顶板下沉、两侧壁移位、开裂等。
这种变形有可能导致巷道垮塌,会对生产造成严重影响。
2.巷道稳定性差。
由于地应力大、覆岩良薄,采煤对巷道稳定性影响较大。
巷道的坍塌、塌方等事故时有发生,严重危及人员的生命安全。
3.垂直应力较大。
由于地质条件的限制,深部高地压巷道除了受到水平应力的影响以外,垂直应力也比较大。
因此,在支护巷道时不仅要考虑水平方向的应力,还要考虑垂直方向的应力。
二、锚索支护技术为了避免深部高地压巷道发生垮塌等事故,需要采用锚索支护技术。
这种技术的原理是通过锚定钢筋,形成一种牢固的支撑结构来保证巷道的稳定性。
锚索支护技术包括以下步骤:1. 拉铁架的安装拉铁架是锚索支护的基础,安装时需要考虑拱顶和两侧壁的稳固性。
拉铁架的设置要满足力学平衡原理,确保能够承受相应的荷载。
2. 钻孔在巷道顶板和侧壁上钻孔,孔径以及孔距需要根据地质条件和巷道宽度来确定。
通常,每米巷道需要钻4到6个孔。
3. 装锚管通过钻孔将锚管插入巷道内部,锚管的长度和直径需要根据地质条件、孔距以及巷道宽度来确定。
在锚管接头处需要加强管套,以增加锚固点的稳定性。
4. 种植锚索在锚管内部插入锚索,锚索的长度以及数量需要根据巷道长度、局部结构形式和地壳应力来确定。
常见的锚索材料为帘线和钢筋,帘线适用于力量较小的支护,钢筋适用于力量更大的支护。
5. 与巷道结构相连接将锚管和巷道结构之间的空隙注浆,使锚管、锚索以及巷道结构紧密相连,以达到稳定巷道的目的。
深井巷道过巷支护技术
深井巷道过巷支护技术深井巷道过巷支护技术是指在深井巷道施工过程中,采用各种技术手段以确保巷道的稳定和安全的一种技术。
(一)巷道掘进技术巷道的掘进是施工中最基础的一环,对于深井巷道来说,地质条件复杂,岩层坚硬,因此需要采用先进的掘进技术。
目前常见的巷道掘进技术有机械掘进和爆破掘进两种。
机械掘进是指使用各类掘进机械和设备进行巷道的开挖。
机械掘进技术可以提高工作效率和质量,减少人力劳动,但对设备和施工条件要求较高。
爆破掘进是指利用炸药爆破的方式进行巷道的开挖。
爆破掘进技术能够适应不同岩层的掘进要求,但操作复杂,对安全要求高。
(二)巷道支护技术巷道的支护是保证巷道结构稳定和安全的关键措施。
在深井巷道过巷支护技术中,有多种支护方式可供选择,如锚杆支护、钢拱支护、喷锚支护等。
锚杆支护是指在巷道围岩中钻孔,插入钢筋并注浆固定,以增强巷道的承载能力。
钢拱支护是指在巷道顶部和两侧设置钢拱杆,形成桁架结构,增强巷道的抗压和抗弯能力。
喷锚支护是指在巷道周围喷射盐胶或水泥浆料,形成一个坚固的喷锚体,以加固巷道围岩和防止塌方。
(三)水防排水技术在深井巷道的施工中,常常会遇到水文条件较差的情况,需要采取措施进行水防排水。
水防排水技术主要包括隔水帷幕、井下排水和井下潜水泵排水。
隔水帷幕是在巷道周围钻孔注水泥浆料,形成一个隔水帷幕,以阻止地下水渗透进入巷道。
井下排水是通过在巷道底部设置排水槽和排水管道,将渗透的地下水排出巷道,保持巷道的干燥。
井下潜水泵排水是指将巷道中积水的地下水通过潜水泵抽出,降低巷道的水位。
深井巷道过巷支护技术在现代地下工程中发挥着重要的作用。
通过合理选用掘进技术、巷道支护技术和水防排水技术,可以有效保证巷道的安全和稳定,提高施工效率和质量。
深井巷道过巷支护技术
深井巷道过巷支护技术深井巷道过巷支护技术是用于支撑地下大型空间或井下巷道的技术,是地下建筑工程中不可或缺的一环。
它旨在保障工程安全,防止地下空间坍塌。
本文主要介绍深井巷道过巷支护技术的相关内容。
一、支护材料选择支护材料是决定工程质量的关键因素。
通常,选择材料要考虑以下几个要素:1. 抗压强度、抗拉强度和可塑性。
材料应具有一定的强度和可塑性,以承受地压和其他环境因素的影响。
2. 耐腐蚀性、耐久性和稳定性。
材料应具有较强的耐腐蚀性和耐久性,能够长期稳定地支撑地下空间。
常用的支护材料有混凝土、钢筋混凝土、钢架、玻璃钢、聚合物材料等。
二、支护结构1. 突出式支柱结构:在巷道两侧或中心线位置,设立突出式支柱,并用支柱承接巷道顶部的载荷,较容易实现支护巷道的目的。
2. 桁架式支撑结构:以桁架为骨架,结合加劲板、水平支柱及锚杆等构件,形成悬挑式空间结构,适用于面积大的地下洞室。
3. 混凝土支撑结构:利用顶板和支柱相互作用的原理,形成结构稳定的巷道支撑体系。
三、支撑技术过巷支护技术,是一种在巷道施工过程中,采取钻孔等手段,在巷道周围设置锚杆锚固,对巷道负荷和地压进行支撑的技术。
其中,单个锚杆称为单锚体,而多个锚杆之间的间距称为锚距。
1. 渐进锚杆施工法:在巷道开挖过程中,不断钻孔、注浆,逐步完成巷道过巷支撑工作。
该技术适用于在较软土层中,采用单侧开挖的地下洞室。
2. 多种结构组合支护技术:采用多种支护构件,结合运用,来达到灵活、稳定的施工目的。
常用的支护构件有龙骨支架、岩石锚杆、钢梁等。
四、支撑设计1. 安全性设计:必须按照规程和法规的要求,对巷道各阶段的重载荷载、应变等进行评估和控制。
同时需要考虑突出的地质条件,包括地壳运动、引水、地震等因素。
2. 防水排水设计:地下空间施工常常遇到水流的侵入,如果巷道内积水,将严重影响施工进度,影响工程的质量。
因此,在巷道施工过程中,必须注意防水和排水措施,保证巷道与周围环境的稳定。
试析煤矿深部岩体支护技术
试析煤矿深部岩体支护技术随着现代煤炭深部资源的开发和深部矿井的不断建设,高地应力的问题成为了危害井巷岩体的工程围安全的主要原因,为了对矿井的深部巷道的支护技术的研究,我们采用力学连续介质的办法对巷道深部的稳定性进行研究和分析。
标签:深部巷道;支护技术;地应力随着对能源与资源的大量开采,浅部资源与能源正在逐渐减少,往资源深部开采已经是不可不行的办法了,据不完全统计,我国煤矿的资源正在逐年以8-12米的速度在递增。
本文分析了多种支护技术的应用状况,最后以某煤矿为例,确立对煤矿来说最适合的支护方法。
1 破坏巷道深部的主要方式1.1 大量的变形破坏巷道深部围岩首先发生深井巷道的破坏是巷道围岩表面破裂,也就是说这是非线性且不连续变形的部分。
假如无法及时的把深井巷道围岩的破裂情况控制住,那么深井巷道围岩的破裂情况将会逐渐增加,让深井围岩的变形更加严重,最终破坏巷道。
许多深井巷道为了控制住围岩的破坏区域的组件扩大而采用锚注支护的原则,改动围岩破裂区域力学性质,阻止围岩破裂区域增大。
依据矿井下观察,典型的深井巷道围岩破裂情况如图1所示1.2 破坏巷道底鼓因为深井巷道底板在一般情况下是不支护的,特别是集中深井巷道的底角应力,从而更严重的破坏了深井巷道的底板。
底鼓是深井巷道的主要特征之一。
深井巷道回采一般距离工作面在一百米以上就会发生巷道深部底鼓的现象,尤其是在挖掘过程中发生前挖后起底鼓的状况。
1.3 螺纹钢制长杆体失效。
现在看来,巷道深部通常会利用锚索和螺纹钢制长杆等组合进行支护。
假如锚索和螺纹钢制长杆支护的参数有效合理,那么支护就能得到满足。
深井巷道的螺纹钢制长杆的支护失效并不是因为支护的强度不足,而是由于深井巷道破裂区域漏顶导致的螺纹钢制长杆作用失效。
螺纹钢制长杆是不容易被剪切或者拉断而破坏的,它占有的比例比较少。
破坏深井巷道支护的原因主要是由于护顶效果较差,让破裂的岩体从围岩表面脱落下来,螺纹钢制长杆无法有效的起到支护的作用,托盘因为失效而被破坏。
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深部煤层巷道支护技术
——二水平丁六皮带下山设计构想
李永伟冯瑞明
引言
随着我国煤炭工业的发展,煤矿开采强度和深度的不断增加,相当一部分矿井面临深井巷道围岩控制,特别是煤层巷道在掘进及回采等阶段的大变形严重制约工作面正常推进,影响安全高效开采。
深井煤层巷道围岩地质条件复杂,地应力高,煤岩体具有长期的流变、蠕变效应致使煤巷顶板控制比一般条件下更加困难。
深井高地应力、采动影响综合作用于巷道,表现为全断面来压,不仅在掘进和回采过程中,巷道因采掘影响而引起围岩剧烈变形,而且在应力分布趋向稳定后仍保持快速流变,维护十分困难。
如何解决深井条件下煤巷围岩控制稳定性问题,已成为煤巷锚杆支护面临的关键课题一。
二水平丁六皮带下山位于-593水平以下,埋深超过800m,巷道压力明显增大,因此必须对原有支护技术进行革新。
1 深井煤巷高预应力支护技术
巷道锚杆支护技术的精髓是提供有效的初始支护强度,并具有良好的增阻性能。
通过及时安装锚杆,并给锚杆施加一个较大的预拉力,对围岩产生有效约束,这种通过前张拉方式对巷道围岩产生的高预紧力,不仅可以消除岩层内原始的裂缝空隙,也可以使各个岩层之间锁紧为一个整体,提高锚固范围内岩层的内摩擦角和内聚力,从而提高岩层的整体承载性能。
根据相关研究表明,初期施工锚杆的支护强度(预紧力)与巷道围岩的松散扩容变形之间的关系有定性、定量关系。
围岩的扩容变形与锚杆的初始支护强度之间呈负相关性关系,锚杆的初始支护强度越小,围岩的松散变形越大;锚杆的初始支护强度越大,围岩的松散变形越小。
1.1 采用高性能、高预应力锚杆强化帮角
采用 IV 级螺纹钢加工成高性能锚杆,抗破断强度更高,支护刚度更大,限制变形更有力,针对软岩急剧膨胀扩容产生的高应力控制效果会更好,体现超高强材料、大刚度附件、加长锚固、超高预紧力的技术思想。
加固帮角可直接提高
帮角围岩强度,同时有效地衰减该处围岩的应力集中度,避免帮角过早破坏而引起巷帮及底板的较大变形,加固帮角控制底鼓效果甚至超过直接处理底板。
1.2 采用高强锚索强化顶板
深层巷道顶板易产生不协调变形并导致离层冒漏,因此支护必须首先保证安全可靠,应强化顶板,促使顶板下位岩层形成整体结构,并尽量限制其相对变形。
采用Φ22大直径高预应力锚索和300mm×400mm的大托盘,增大顶板支护强度和护表面积,减少顶板压力通过两帮向下传递。
从而避免因使用普通小托盘与围岩局部小面积接触而产生的点载荷作用,使顶板围岩挤压破损及离层。
1.3 关键部位强化
1) 松散煤帮采用点锚索、锚索梁或桁架增加帮部围岩的支护强度,增强帮部围岩承载能力,以有效控制深部巷道高垂直应力下对帮部围岩的破坏变形;
2) 在巷道中间位置支设木点柱,不仅可使大跨度巷道增加一中间支撑点,起到明显的承载梁减跨效应,而且可有效控制底鼓,同时对顶板的离层垮冒起到直观外显和早期预警作用。
1.4 动态支护过程控制
根据理论分析及实验等提出分阶段动态加固过程控制的综合控制思想,巷道围岩强度弱化和破坏是围岩变形甚至结构失稳、巷道垮冒的根源,并表现出阶段性特征,优良的巷道支护应针对围岩破坏和强度弱化原因分阶段加固。
对失修段及时进行加固维修。
2对上部已施工过的巷道进行观察得出以下结论
2.1 在巷道掘进期间,围岩变形量控制在合理的范围之内,锚杆索受力状况良好,载荷增长迅速、及时承载,表明深井煤巷高预应力支护思想和动态加固过程控制支护理念应用于深井厚层复合顶板条件下煤层巷道支护取得了良好的控制围岩变形的效果。
2.2在深井大断面厚层复合顶板的条件下,顶帮分别采用长锚杆、锚索配合槽钢组成锚索梁加强支护,通过高预紧力充分调动围岩的自稳能力,在顶板形成了稳定的承载梁结构,有效抑制了顶板离层,对巷道掘进后的围岩变形起到了很好的控制作用。
2.3支护方案达到了预期的目标,控制变形效果较好,巷道经受了煤岩蠕变、
煤体风化影响的考验,达到了预期的支护效果,为工作面回采提供有利条件,取得了良好的技术经济效益。
深
部
煤
层
巷
道
支
护
技
术
掘进七队
李永伟冯瑞明
2010.10.12。