千米深井软岩巷道支护工艺改进与应用

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千米深井软岩巷道高强联合支护技术研究与应用

千米深井软岩巷道高强联合支护技术研究与应用

科学技术I Science&Technology千米深井软岩巷道高强联合支护技术研究与应用/文/刘岩关梅英刘贵福山东济矿鲁能煤电股份有限公司阳城煤矿-1020m车场、泵房及变电所大采深软岩支护问题,是影响矿井安全生产的关键问题。

矿井以此作为研究对象,在测试软岩成分的基础上,分析软岩巷道变形机理和围岩控制方法,提出“圆形断面一强化围岩一适度让压一钢管碇封闭”的联合支护方案。

试验表明,该技术取得了良好的支护效果和经济效益,对于同类大采深软岩巷道支护具有一定的借鉴作用。

—、概况1.地质概况山东济矿鲁能煤电股份有限公司阳城煤矿-1020m车场、泵房及变电所层位在3煤顶板以上约100m,岩性为顶板细砂岩、中砂岩和褐色泥岩互层,中砂岩中含泥硅质胶结,岩层主要矿物成分为石英和高岭石。

遇水风化易碎、易膨胀,整体硬度较低,对巷道支护质量和巷道成型等带来一定影响。

从钻孔揭露情况分析,巷道位于中砂岩中,底板为泥岩,厚度约9m,顶板支护以锚索梁网为主,控制底板需特殊处理。

2.工程概况-1020m车场、泵房及变电所巷道采用全锚索支护+金属支架,下压T型钢带及加密方格网。

巷道采用钻爆法施工,迎头分层掘进,掘进循环进尺1600mm。

二、巷道支护技术方案1.巷道支护方案阳城煤矿-1020m车场、泵房及变电所巷道埋藏深,岩层松软破碎,地压大,巷道返修率高、成本高,需进一步提高一次支护强度,尽量不返修或少维修。

按照以上原则,提出了采用“圆形断面一强化围岩一适度让压一钢管碗封闭”的支护方案。

断面及支护形式如图1所示。

2.巷道施工顺序(1)巷道掘进与锚网喷支护。

沿巷道周边扩大100~200mm,圆形巷道掘进断面直径5000mm。

按原设计一次支护采用锚网后喷射牲100mm,形成巷道断面形状。

(2)巷道收敛变化观测。

锚网喷一次支护后,立即进行巷道收敛变化观测,根据时间和变形量曲线关系,确定注浆锚杆、注浆锚索的图1联络巷支护断面图加固时机。

矿井深部软岩层巷道支护技术的研究与应用

矿井深部软岩层巷道支护技术的研究与应用
工 程 技 术
晨工豢 技术
1 3 6
矿 井深部软岩层巷 道支护 技术 的研究 与应用
康来坡 , 吕 品 ( 临矿 集团菏 泽煤 电有限公 司彭庄 煤矿 , 山东 郓城 2 7 4 7 0 0)
摘 要:目 前在众 多煤矿 的深 井巷道支护 中,锚杆破 断甚至 支护体 系失效等 问题 目 渐 突出。因此 ,需进一步明确煤矿深部软岩巷道 围岩 变形破 坏及支护机理 ,对支护材料和技术进行改进和创新 ,提 出行之有效 的支护对 策与方法,最终 形成适 用的深部软岩巷 道支护体 系。 关键词 :软岩巷道 ;支护山支护方案
4 . 1 初 喷
D OI: 1 0 . 1 6 6 4 0 / i . c n l d . 3 7 — 1 2 2 2 / t . 2 0 1 7 . 0 2 . 1 2 1
1 工 程 概 况
西 翼行人下 山位 于彭庄煤矿西 翼采区 ,总设计长度 共计约 1 1 2 9 m ( 平距 ) , 巷 道坡度为 . 7 。 ,该巷 道掘进 目的是满足 西翼采 区生产期 间的行人及通风 、供风 、供排水等要 求。 西 翼 行 人 下 山 设 计 断 面 为 半 圆 拱 型 ,净 宽 3 6 0 0 m m,净 高 3 4 0 0 m m, 墙 净 高 1 6 0 0 m m, 荒 宽 3 8 4 0 mm, 荒 高 3 6 2 0 m m, 墙 高1 7 0 0 r n m,锚 网 喷 联 合 支 护 ,喷 射 混 凝 土 厚 度 1 2 0 m m,S掘 = 1 1 . 7 5 m ,S 净=1 0 . 8 5 m ,水沟布置在巷道前进方向左帮 , 净 断面规格 :
以半覆盖经纬 网为宜 。二次 喷浆有效保护初次支 护的锚杆和金属 网, 避免爆破作 业对其产生 震动卸荷 影响。

千米深井软岩巷道破坏机理及支护技术研究

千米深井软岩巷道破坏机理及支护技术研究

千米深井软岩巷道破坏机理及支护技术研究本文以《千米深井软岩巷道破坏机理及支护技术研究》为题旨,针对千米深井软岩巷道施工中破坏机理及技术研究进行深入分析,从而探讨支护技术的思路,丰富和完善千米深井软岩巷道支护施工技术。

千米深井软岩巷道施工是当今经济发展的重要部分,由于软岩中存在大量的裂隙和疏松的特性,施工中容易出现破坏。

因此,开展千米深井软岩巷道破坏机理及支护技术研究,既可以有效防止施工中出现破坏,又可以为施工后的支护技术提供参考。

首先,要了解千米深井软岩巷道施工中破坏机理。

千米深井软岩巷道施工中的岩体破坏机理主要有裂缝的扩大、裂缝的消失、岩体的崩落、破碎和蜂窝状破坏等。

岩体裂缝的扩大是由于施工时岩体受到外力的作用,而引起的,裂缝的消失是指受到破坏力的冲击,裂缝中的积水蒸发而消失,岩体的崩落是指巷道施工中受到力的冲击,岩石由于结构损坏而崩落,破碎是指施工时施加的冲击力太大,形成破碎,蜂窝状破坏是指施工时施加的冲击力导致岩石由拉断而变形,出现孔洞。

然后,探讨支护技术的策略。

千米深井软岩巷道的支护技术主要分为外支护技术、内支护技术、水平支护技术和混凝土支护技术。

外支护技术是指在施工时采用外部支护设施,以防止受到外力的作用而产生破坏;内支护技术是指在施工时采用内部支护设施,以防止岩体受到外力作用;水平支护技术是指在施工时采用水平支护设施,以防止施工中出现水平破坏;混凝土支护技术则是指在施工时采用混凝土,以加固岩体结构,防止施工中发生崩落等破坏。

最后,要对施工工艺进行优化。

千米深井软岩巷道施工工艺优化是防止施工中出现破坏的关键步骤,包括使用更大的岩削工具和更大的力量,使用超大钻头和抗冲击技术,进行断面缩小,采用支护单元施工,采用步进发掘工艺,加强安全管控,在施工现场控制地表压力,建立安全措施,等等。

综上所述,千米深井软岩巷道施工中的破坏机理很多,而这些破坏机理可以通过正确的施工技术和支护技术来防止。

施工工艺的优化也可以有效地防止施工中出现破坏。

千米深井软岩巷道支护方法的实践

千米深井软岩巷道支护方法的实践

于 2 0 ・ 锚索预应力不低于 10 N; 6 m, N 6 支架卡兰螺 k
栓 扭矩 不低 于 3 0N・I 0 /。 T
mmX10m 采 用 西 1 m 圆钢焊 制 H形 钢 带 , 0 m。 2m 规 格 为 30I、. 和 16m3种 。采 用 2 . m、 . 24m n . 18m L=6 3i 索 , . n锚 过地质 构 造破 碎带 、 板为 煤层 、 顶 压 力集 中等地 段可 适 当加长 ,保证 锚索 生根 在坚 硬岩
重、 失修率高 , 制约着矿井的快速生产 。经过不断摸
2 m、 2 0 m左旋无纵筋专用 Ⅱ 2 m L= 0 5 m 级高
7 O




2 l 第 3期 02年
强 螺 纹钢 锚 杆 ,配 10mm X 10m 0m 2 2 m X1 m锚 杆 托 板 。锚 网采用 西6m m钢 筋 焊制 , L 格 为 10 网孑 规 0
郝宝稳 , 付玉松
(. 1 国投新 集 能源 股 份有 限 公 司 口孜 东煤 矿 , 安徽 阜 阳 2 64 ;. 矿 务集 团有 限公 司 教育 培 训部 ,江苏 徐州 3 16 2徐州 2 10 20 6)

要: 口孜 东 煤 矿 是 国投 新 集 能 源股 份 有 限 公 司建 设 的第 一 对 千 米 深 井 。 针 对 矿 井 埋 藏
深 、 压大 、 地 主要 在 软 岩 中掘 进 等 各 种 不 利 因 素 , 矿 在 传 统 锚 网 索 喷支 护 的 基 础 上 , 用 该 采
二次补强综合支护技术 , 较好地解决 了深部开采巷道支护 问题 。
关键 词 : 米深 井 ; 岩 ; 千 软 支护 中图分 类 号 : D 5 T 33 文献 标 志码 : B

深井巷道支护技术与应用

深井巷道支护技术与应用

深井巷道支护技术与应用摘要根据我国现有深井开采的现状,在深部开采成为必然发展趋势的前提下,讨论了我国深井巷道支护的理论及技术,尤其是软岩巷道,综合地分析了多个工程实例在深井巷道中的应用。

关键词深部开采;软岩巷道;支护技术根据目前资源开采状况,我国煤矿开采深度以每年8 m~12 m的速度增加,东部矿井正以100 m~250 m(10 a)的速度发展。

据估计,未来20 a内,我国大部分矿井将进入1000 m~1500 m的深部开采。

据统计,目前我国已有数十对矿井开采深度超过1000 m,如沈阳矿务局彩屯煤矿(1197 m)、新汶矿务局孙村煤矿(1055 m)、北票矿务局冠山煤矿(1059 m)和徐州矿务局张小楼煤矿(1100 m)等。

进入深部开采以后,大多数巷道要承受采空区引起的强烈支承压力作用。

从而使在浅部表现为较坚硬的岩石在深部则表现软岩的特性,即岩石由脆性表现为塑性。

为了要保持深部巷道围岩的稳定,需解决好深部巷道的支护问题,尤其是软岩巷道的支护。

本文旨在探讨深井软岩巷道支护技术及其在实践中应用。

1 深井矿压研究现状在判断围岩稳定性研究方面,开滦集团赵各庄矿建立了以“松动圈”为标准评价深井巷道类别的标准;淮南九龙岗矿判断巷道稳定性的指标则是以巷道掘出后10 d时两帮相对移近的平均速度;陆士良等人则提出了深表比的概念,即是巷道岩体深处任意一点的径向位移与周边位移的比值,通过深表比的大小来判断巷道的稳定性。

原西德学者则认为底板岩石的力学性质决定了巷道的稳定性,并给出了经验判断公式:Hmax=138,该公式适用于不受采动影响的巷道,其中:Hmax代表巷道失稳的极限深度;σc代表底板岩石的单轴抗压强度。

原苏联则是通过研究工作面前方支承压力影响带内巷道的顶、底板移近量与巷道围岩强度及采深存在的关系,提出了以γH/σc来评价深井巷道的围岩稳定性。

认为γH/σc小于0.25时属中等稳定巷道;在0.4~0.65时属不稳定巷道。

浅谈软岩巷道支护技术与应用

浅谈软岩巷道支护技术与应用
本情 况
米村矿2 扩大 区轨道石门车场为半 圆拱型断面 , 6
2 .软岩巷道多表现为巷道四周受压 ,且为非对称 性,巷道开挖后不仅顶板变形易冒落 ,巷道两帮也容易
出现外 鼓和 冒落 ,同 时也有 可 能产 生强烈 的底 膨现 象 。
净宽3 0 m 8 0 ,净高3 0 m 0 0 ,壁 厚10 m 5 m ,全长 约6 m 0 。巷 道周 围存在老巷较 多,围岩破碎 ,所穿岩层为泥岩 、
3 .软 岩巷 道 变 形 随矿 升 的开 采 深度 增 加 而 增
术 、成本等方面都具有优 势,因此,多媒体调度通信
将 是 未 来 电力 系 统 调 度 通 信 的发 展 趋 势 。l 盔 ,
参考文 献
【 郭经红.软交换 平台在 下一代 电力通信 网络 中的应 用 I. 1 ] J ]
坏 。这 时 如果 用 不适 应 软岩 大 变 形 的 刚 性支 架 ,将 很
断 的提高 ,如锚 网喷一锚索 、架棚 喷浆一 注浆等联合
支护技术 的逐 步发展 成熟,使得巷 道支护有效地得到
改善。

快被压垮 ,所 以支护时必须根据这一特点,要在控制
下 允许 软 岩 一 定 的变 形 量 出现 。
杆数量 ,实行多打锚杆 ,使顶 部围岩形成整体 。
三、软岩 巷道 的支护要 求及对 策
根据软岩 的特 点,在支护方面不 能单纯提 高支 护 刚度 的方法 来提 高支护 效果,单 纯提 高支护 刚度会使 巷道 支护体 系迅速遭 到破 坏,经常造成 前掘后翻的局
面 , 再 者 单 一 支 护 方 式 不 能 更好 的 发挥 支 护 作 用 。软 岩巷 道 支 护 是 支 护 结 构 和 围 岩 结 构 相 互 调 节 , 相 互 控

论煤矿深井软岩巷道支护

论煤矿深井软岩巷道支护

论煤矿深井软岩巷道支护软岩巷道支护随着煤矿开采深度增加变得愈加困难,迫切需要寻找和研究新的支护技术以解决工程实际问题。

针对此类矿山需求,本文以软岩巷道支护为研究对象,在阐述了软岩的基本概念和软岩巷道支护现状的基础上,提出了可缩性金属支架结合锚注支护的复合型支护方式,对于巷道围岩控制具有重要意义。

标签:深井;软岩巷道;可缩性金属支架;复合型支护一、软岩的基本概念软岩是软弱、破碎、松散、膨胀、流变、强风化蚀变及高应力的岩体之总称,分为地质软岩和工程软岩两类。

前者是指强度低、孔隙度大、胶结程度差、受构造面切割及风化影响显著或含有大量的膨胀性粘土矿物的松、散、软、弱层;后者是指在工程力作用下能产生显著塑性变形的工程岩体,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、水平作用力和工程扰动力以及膨脹应力等,显著性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。

工程软岩的基本概念揭示了软岩的相对性实质,即是否为软岩取决于工程力与岩体强度的相互关系。

不同岩体可能表现为硬岩特性,也可能表现为软岩的特性,而对于同一种岩石,在较低工程力的作用下可表现为硬岩的变形特性,在较高的工程力作用下可能表现为软岩的大变形特性。

二、.深井软岩巷道支护存在的问题牵涉到工程安全问题时,人们对此关注度较高。

我国历来重视软岩巷道支护安全,尤其是在当前大多数煤炭进入深井开采模式的背景之下,迫切需要寻找和研究新的支护技术以解决工程实际问题。

但在关于软岩巷道支护理论认识和方法研究方面还是存在一定误差,依笔者来看主要包括以下几个方面:1围岩变形破坏机理。

以往人们普遍认为巷道支护仅是巷道开挖后采取支架支护的过程。

巷道支护是对围岩的支护过程这个说法没什么问题,但必须建立在充分认识围岩变形破坏机理的基础上,只有深入透彻地研究变形机理,才能选择适当的支护时机和支护形式,使支护与围岩变形相协调。

2支护对策。

深部矿井软岩巷道支护技术应用

深部矿井软岩巷道支护技术应用

深部矿井软岩巷道支护技术应用发表时间:2019-12-27T10:12:44.800Z 来源:《工程管理前沿》2019年23期作者:张贵[导读] 顾桥矿属于深部矿井,矿压较大,部分巷道因受地压和采动影响出现了不同程度的损坏摘要:顾桥矿属于深部矿井,矿压较大,部分巷道因受地压和采动影响出现了不同程度的损坏 ,采用传统的支护方式进行修复 ,不但修复工程量大而且效果也不甚理想 ;注浆与联合支护是一种新型的主动支护技术 ,具有施工工艺简单、易操作、适应性强的特点 ,采用根据其机理设计的参数、工艺进行了施工 ,不但较好的解决了巷道维修问题 , 提高了软岩巷道使用寿命,减少了巷道维修,确保了矿井正常生产和工作面接替。

关键词:巷道支护;软岩巷道;注浆;联合支护淮河能源控股集团煤业分公司顾桥矿属高瓦斯、高地温、高地压矿井。

矿某胶带机大巷岩性主要为砂质泥岩、煤线、泥岩,巷道施工过程采用了三种支护方式和两种注浆工艺。

三种支护方式为联合支护、主动支护和被动支护。

其中,联合支护长度288m,主动支护长度34m,被动支护长度27m;两种注浆工艺为超前注浆和滞后注浆,两种注浆工艺贯穿整条巷道施工过程。

1软岩定义及软岩巷道破坏机理?软岩,顾名思义就是那些在工程实施阶段受到工程力作用,很容易发生明显形变的工程岩体,对于这类的工程岩体,在实际的工程中很难对其进行支护。

软岩具有特殊的自然、物理、化学特征,是地质岩体中在介质范围极为复杂的一部分,软岩与硬岩的区别较为明显,主要表现在可塑性、膨胀性、崩解性、流变性以及易扰动性上。

所以并不能通过传统的硬岩的支护手段对软岩巷道进行支护,要综合考虑其特点制定专门的设计方案,其具体的特点为具有可塑性、膨胀性、崩解性、?流变性、扰动性;总的来说,软岩的特征明显,辨别容易,在工程施工中受到工程力的作用产生形变也是对其进行分类的一大依据。

软岩大体上分为五类:低强度、高应力、膨胀性、复合型、节理化。

?巷道埋深大,掘进过程中围岩应力重新分布,巷道变形量大,尤其在过断层后,顶底板相对位移量较大,为保证断面需进行挑顶维修。

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。

千米深井软岩支护技术探索

千米深井软岩支护技术探索

千米深井软岩支护技术探索【摘要】根据深井、软弱破碎围岩巷道支护存在的问题,针对口孜东矿条件,提出巷道围岩控制的3个基本途径:强化或改善围岩,矿压控制及经济有效支护。

【关键词】深井;软岩;支护技术1 概述随着开采向深部发展,围岩的工程现象和矿压显现也随之趋向复杂和恶化,特别是处于膨胀性岩体、泥质岩体遇水泥化等条件的巷道,由于物理、化学原因导致岩体承载性能衰减、岩体变形较大,影响支护效果。

矿井软岩变形强烈,支护难度大,一方面是由于绝对深度增大,地压升高造成的,更多是由于软、破围岩条件、采动影响、支护效能差及强度偏低等综合作用的结果。

口孜东矿矿井巷道围岩主要表现为碎裂和严重泥化的特点。

巷道在构造应力、采动应力及其他复杂条件影响下,短期内即出现变形破坏现象,新掘巷道维护周期短,失修率高,维护工程量大,大采深高地压软岩巷道支护成为矿区安全高效开采的瓶颈技术。

根据多年实践经验,单纯依靠加大型钢和支护密度已被证明是一条行不通的死路,必须建立深井复合型软岩巷道围岩稳定的控制体系,形成多种有效实用的岩层控制手段,综合治理,使巷道维护状况得到根本改善。

经过多年实践,口孜东矿形成了巷道围岩控制的3个基本途径,即:强化或改善围岩,矿压控制,经济有效支护。

2 围岩治理2.1 注浆加固改善围岩仅从强化支护体强度来维护巷道,其能力是有限的。

特别在软岩巷道,采取注浆加固围岩,能有效提高岩体强度,充填裂隙、封闭水源、防止围岩风化,显著提高支护效果。

注浆具有先天的自优化特点,即浆液总是在软弱的破坏区最先充分渗入,浆液流动具有定向性,只要注浆钻孔在关键部位附近,浆液便可有效进人该区域,从而实现对关键部位有效加固。

关键部位的有效加固将形成结构效应,大大减缓围岩的渐进破坏,并使围岩结构稳定性得到提高。

在破碎松散岩体巷道实施注浆加固,可以使破碎岩块重新胶结成整体,形成浆液扩散加固拱,提高支护结构的整体性、承载能力和稳定性,强化已有的支护结构。

深井软岩巷道支护升级

深井软岩巷道支护升级

深井软岩巷道支护升级摘要:在深部高温高压的条件作用下,围岩自承能力显著下降,呈明显软岩流变特征,造成巷道支护极其困难,深井巷道支护是制约矿井安全发展一个大难题。

为此创新矿井设计方案,根据不同的巷道地质条件、使用条件、服务年限等方面进行巷道优化设计,升级支护材料和构件,增加支护密度,改变支护工艺,提出区域巷道卸压保护理念,对巷道破碎岩体提前进行区域注浆治理,采用超前预注水泥浆+化学浆治理顶板,避免掘进期间出现顶板片漏。

本文的研究成果对类似巷道围岩控制和巷道支护有一定的工程借鉴和理论指导意义。

关键词:注浆加固;支护升级;注浆锚索口孜东矿地面标高为+23.52~+27.58m,一水平为-967m,属于典型的千米深井,巷道处于高地应力、高地温环境下,加上巨厚表土层及薄基岩等诸多复杂地质因素的影响,致使围岩呈现出明显的软岩特性,导致矿井支护条件复杂,支护难度大。

目前的支护方式仍不能有效控制其变形,巷道失修率高,为了保证安全生产,必须投入大量的人力和物力进行修护。

在新掘进巷道和失修巷道中采用注浆加固技术及巷道支护升级,取得了较好的经济效益,同时也为失修巷道维护提供了一条安全可行的施工方法。

1.深井软岩巷道大变形特征1.1强时效特征巷道掘进需要较长时间才能稳定,变形持续时间长,施工后2个月后,巷道顶、肩窝和底板的变形明显,且在煤巷两帮尤为突出,巷道长时间处在不稳定状态,强时效特征表现突出。

1.2非对称特征因巷道受力不对称、围岩强度、结构、支护强度不对称影响,巷道围岩整体呈现偏转、弯曲、倾斜的非对称大变形特征。

1.3围岩流变效应突出随着井下巷道的不断延伸和增多,巷道间的扰动影响也在逐渐扩大,形成应力叠加,从而造成巷道的进一步变形,当巷道不能满足使用要求时就必须进行修护,然而修护是对围岩的又一次破坏,严重制约和影响矿井的安全生产。

因此深井软岩巷道支护升级势在必行。

2.创新支护升级,改善支护质量2.1合理选择巷道层位,优化断面选型。

深井软岩巷道支护的应用研究

深井软岩巷道支护的应用研究

深井软岩巷道支护的应用研究摘要:本文主要对深井软岩巷道支护特征、施工影响的因素及对策进行了探讨。

关键词:深井;软岩;巷道支护引言随着工业生产对能源需求的不断增加,煤炭采掘作业已由地表浅部向深部转移。

煤矿开采深度的不断增加,井下巷道将处于更高的地应力环境中。

尤其在地质构造复杂的地区,残余构造应力比较大,岩石的力学性质也发生了变化,给煤矿巷道支护及稳定性带来了很大的难度,从而成为制约煤矿企业向深部开采的瓶颈。

一、深井软岩巷道支护特征1、围岩的自稳时间短、来压快所谓的自稳时间,就是在没有支护的情况下,围岩从暴露起到开始失稳而冒落的时间。

软岩巷道的自稳时间仅为几十分钟到几个小时,巷道来压快,要立即支护或超前支护,方能保证巷道围岩不致冒落。

巷道围岩的自稳时间长短主要取决于围岩强度和地压大小,同时也和巷道的断面形状、掘进方法、巷道所处的位置等有关。

2、围岩变形量大、速度快、持续时间长软岩巷道的突出特点就是围岩变形速度快、变形量大、持续时间长。

一般软岩巷道掘进后的第1~2d,变形速度小的为5~10mm/d,大的达50~100mm/d;变形持续时间一般为25~60d,有的长达半年以上仍不能确定。

软岩巷道的围岩变形量,在支护良好的状态下,其均匀变形量一般达到60~100mm以上,大的甚至达300~500mm;如果支护不当,围岩变形量很大,300~1000mm以上的变形量是司空见惯的。

阜矿集团兴阜煤矿-400m水平运输大巷位于泥岩内的运输大巷,在开巷后的100天内,顶底及两帮的移近量分别达到680mm和427mm,一年后达到1200mm和800mm,支护翻修后所产生的附加变形量仍达到300~400mm。

上述特点是软岩巷道最突出的特征。

3、围岩的四周来压、底臌明显在较坚硬的岩层中,围岩对支架的压力主要来自顶板,中硬岩层对支架的压力来自顶板和两帮,但在松软岩层巷道中则四周来压、底臌明显。

松软岩层,由于结构疏松、强度低,很难支撑上覆岩层的重量,围岩在自重地压(γH)的作用下,以垂直变形为主,垂直变形中又以底臌为主。

深井软岩巷道支护技术应用与研究

深井软岩巷道支护技术应用与研究

深井软岩巷道支护技术应用与研究摘要:随着工业生产对能源需求的不断增加,煤炭采掘作业已由地表浅部向深部转移。

煤矿开采深度的不断增加,井下巷道将处于更高的地应力环境中。

尤其在地质构造复杂的地区,残余构造应力比较大,岩石的力学性质也发生了变化,给煤矿巷道支护及稳定性带来了很大的难度,从而成为制约煤矿企业向深部开采的瓶颈。

下文笔者针对煤矿逐渐转入深部开采的情况,提出一种深部软岩巷道围岩加固技术方案,以供参考。

关键词:深井软岩;巷道;支护;技术引言:我国原煤产量位于世界首位,但由于多年的开采,浅部易开采的煤炭资源日益减少,据统计表明中国立井开采深度正以每年8~12m的速度增加,东部矿井开采深度正以每年10~25m的速度发展,预计在未来20年内我国多数煤矿将进入到1000~1500m的深度。

深井开采最突出的问题是地压大、地温高。

本文对宵云煤矿深井软岩巷道加固技术进行了试验研究,并取得了良好的技术经济效益。

1地质特征宵云矿区开采煤层主要位于中生界二叠纪沉积岩层中,其顶底板岩性主要为:砂质泥岩、泥岩、煤线。

其成岩年代晚,胶结程度差,层理、节理发育,松软破碎,易风化。

由于岩石强度低,在中等或稍高应力水平状态下就能产生较大的围岩变形。

围岩自稳时间短。

在没有支护的情况下,围岩失稳而冒落的时间较短。

特别是掘进工作面、回采工作面上下端头附近开采过程中新暴露的顶板需要立即支护或超前支护,预防顶板冒落。

2.制约因素2.1地质构造地质构造常出现岩层滑移,围岩破碎、矿压显现明显等特征,因而地质构造带往往是顶板、透水、瓦斯事故的多发地段。

2.2煤层及围岩即煤层及煤顶、底板厚度、岩性、结构等,它们是引发顶板事故的重要地质因素。

由于煤系地层受到地质应力及后期改造影响,煤岩层均已产生形变,导致围岩破碎,顶板多变且不平整,煤层形态多变,增加采面顶板管理的难度。

2.3破碎岩体给顶帮管理带来的限制2.3.1极易受爆破震动影响发生微观结构上的破坏,使岩体发生变化,当结构面上的滑移超过其位移的极限值时,岩体结构解体崩溃,往往无明显变形而突然冒落。

千米深井大断面软岩巷道快速掘进技术的研究与应用

千米深井大断面软岩巷道快速掘进技术的研究与应用

千米深井大断面软岩巷道快速掘进技术的研究与应用摘要:在针对资源进行开采的时候,会涉及到很多方面的内容,特别是开采环境具有复杂性和特殊性,所以在开采时,要时刻关注周围岩石的情况。

在开采时,如果遇到软岩情况,那么需要采取有针对性的支护技术方案,对其形成良好的保护。

因此,本文针对软岩间下的大断面巷道支护技术应用情况进行分析,为巷道支护的安全性和稳定性提供有效保障。

关键词:千米深井;大断面;软岩巷道;快速掘进技术;研究与应用引言根据雷区发展计划,在水平开采的同时,垂直将其划分为四个子区域。

南北长约12.5km,东西宽约2.0km?3.5km,雷区面积39.7km2。

南北翼分别设有两个主要的水平小巷。

如今,水平运输巷道的坡度为3‰,长度约为2700m,半圆拱形巷道,直墙,钢筋混凝土作为反拱。

第二和第三部门已准备好进行开发。

由于生产紧张,巷道建设周期短。

穿过泥岩和砂质泥岩的巷道很容易破裂,导致顶板冲洗,难以支撑,巷道变形以及富含水和软岩巷道的高昂维护成本。

富水软岩大断面巷道掘进面积达28m2。

第一号巷道需要解决安全隧道技术,确保第二,第三区的准备,并确保正常的生产连接。

1软岩巷道段施工方式1.1掘进方式YT_28型风动凿岩机把爆破,打眼、装药,一次解决。

1.2支护方式及参数可缩性半圆拱形金属支架支护,解决了围岩松软的问题,29U型钢加工支架,具有可缩性,断面增加到5.2m,净高4.1m,问距600mm,巷道顶帮,金属芭片、矸石腰接,规格为600mm×550mm,4道拉条,8槽钢加工。

1.3排矸方式B-90型石耙机用于装载石,电力机车牵引1.5T矿山车进行运输。

2巷道施工技术与方法根据软岩巷道的特点和矿山的实际环境,巷道采用锚杆网喷混凝土+钢筋混凝土支护,巷道断面大,支护技术复杂。

2.1中孔和深孔的光面爆破在巷道开挖中,爆破效果决定了巷道中的煤和喷射混凝土的数量,并影响了速度和质量。

巷道整齐,裂缝少,稳定性强,有利于支护和保护爆破。

煤矿巷道支护技术的优化与改进

煤矿巷道支护技术的优化与改进

煤矿巷道支护技术的优化与改进随着煤矿深部开采的不断发展,巷道支护技术在矿井安全生产中起着至关重要的作用。

优化和改进巷道支护技术,能够提高矿井的安全性和可持续发展能力。

本文将从几个方面探讨如何优化和改进煤矿巷道支护技术。

一、材料选用与研发巷道支护材料的选用是保证巷道稳定的基础。

传统的巷道支护材料如木材、钢材等存在诸多不足,限制了巷道支护技术的发展。

因此,研发和应用新型巷道支护材料势在必行。

目前,国内外已经涌现出许多新型巷道支护材料,如高分子聚合物材料、纤维增强材料等。

这些材料相对于传统材料来说具有重量轻、抗压强度高、施工方便等优点,能够更好地适应深部巷道环境的需求。

同时,还需要加大对巷道支护材料的研发力度,开展新材料的试验与验证工作,以满足不同巷道环境下的支护需求。

通过不断的研发创新,推动巷道支护材料向更高效、可靠的方向发展。

二、巷道支护结构设计在巷道支护技术中,结构设计是关键环节之一。

合理的巷道支护结构设计能够提供有效的支护力,保证巷道的稳定和安全。

首先,需要根据巷道的不同地质条件和开采方式设计相应的巷道支护结构。

对于不同地质条件的巷道,可以采用喷射混凝土、锚杆锚喷等技术,提高巷道的抗压和抗剪能力。

其次,还需要考虑巷道内部的附属设施和设备。

在设计巷道支护结构时,要合理布局支护元件和设备,以确保巷道的平稳通行和矿井设备的正常运行。

需要指出的是,巷道支护结构设计还需要进行全面的力学计算和有限元分析,以确保结构的受力合理和稳定可靠。

只有合理的结构设计才能确保巷道支护技术的有效应用。

三、监测与预警系统建设巷道支护技术的优化与改进不仅仅局限于支护材料和结构设计,还需要加强巷道的监测与预警系统建设。

通过安装传感器和监测设备,实时监测巷道内的应力、位移、温度等参数,了解巷道的安全状态。

同时,利用数据分析和预测模型,及时预警巷道支护结构的变形和破坏,采取相应的补救措施,避免事故的发生。

此外,还可以借助现代信息技术,建立巷道支护管理平台,对巷道支护技术进行远程监控和管理。

千米深井软岩巷道支护工艺改进与应用张玉涛

千米深井软岩巷道支护工艺改进与应用张玉涛

千米深井软岩巷道支护工艺改进与应用张玉涛,马洪涛(新汶矿业集团协庄煤矿,山东新泰271221)摘要针对协庄煤矿千米深井软岩巷道具有大地压、大变形、难支护的特点,提出了采用600#高强锚杆、8mm钢筋网等高强度支护材料,应用湿式喷浆技术,通过现场应用,取得了良好的支护效果。

关键词千米深井软岩支护改进中图分类号TD353文献标识码B协庄煤矿目前主采-850m水平,埋深达到-1157m。

-850m水平及以下深部围岩条件相比浅部巷道围岩发生了很大的变化,高地应力作用更加显著,除一部分围岩本身强度低,呈现软岩特性外,部分坚硬岩石也呈现明显的软化现象。

深部围岩的流变大,变形趋势增强,巷道的矿压显现特别明显。

1巷道变形分析从巷道破坏形态分析,主要受以下几个方面因素的影响。

(1)深部高地压作用影响。

随着开采深度的增大,高应力作用越来越明显。

该矿地应力测试结果表明,-850m水平最大水平主应力为39.77MPa垂直应力30.48MPa,在高地应力作用下,硬岩也变为软岩,所以巷道破坏明显加剧。

(2)构造应力作用影响。

矿井转入深井后,地质条件愈来愈复杂,断层落差逐渐增大,断层密度逐渐增加,发育断层比例逐渐增高。

受其构造应力作用,煤岩层的抗拉、抗压强度均受到较大影响,造成矿井支护困难、围岩变形量大、巷道破坏严重。

因此,构造应力作用是深部巷道变形破坏的一个重要因素。

(3)采动应力作用影响。

由于深部巷道具有“易受扰动性”,因此周边应力环境改变,如掘巷、开采、修复、停采等都会对巷道造成影响。

距离越近,采动应力影响愈严重,随距离增加,采动应力影响逐渐减弱。

煤柱应力集中程度高,受其影响巷道破坏将会更严重。

矿压观测表明,深部采动应力影响范围较大,一般在几十米甚至上百米以上。

从以上因素分析可以看出,各种应力的复合作用将加剧巷道破坏的进程。

在高应力长期作用下,巷道围岩由浅部的弹塑性的变形行为,转变为深部塑性流变变形行为,而且围岩一旦破裂,便产生明显的碎胀和扩容。

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引言:随着矿业和工程的发展,深部软岩巷道的建设和支护技术成为了一个重要的研究领域。

由于深部软岩具有可塑性强、容易发生塌方等特点,因此如何有效地进行巷道支护成为了一个亟待解决的问题。

本文将从深部软岩巷道支护技术的现状和挑战出发,对相关技术进行研究和分析,以期为巷道支护技术的改进和完善提供一定的参考。

1.1 巷道支护技术的主要挑战深部软岩巷道作为地下工程中较为常见的一种工程类型,其支护技术面临着多方面的挑战。

深部软岩具有较大的围岩变形和塌方的倾向,因此巷道支护需要具备较高的变形能力和抗塌方能力。

巷道支护技术需要考虑到深部软岩的高地应力、高地温以及地下水等地质条件,这为巷道支护技术的选择和应用带来了一定的困难。

深部软岩巷道通常会受到地震、爆破等外力的影响,这也给巷道支护技术带来了不小的挑战。

1.2 巷道支护技术的应用现状目前,针对深部软岩巷道支护技术的研究主要集中在钢筋混凝土支护、锚杆网支护、喷锚锚杆支护、加固型钢丝网支护等方面。

这些技术在不同程度上可以有效地改善深部软岩巷道支护的情况,但在实际应用中仍然存在一些问题,例如支护效果难以保证、施工难度大等。

如何提高深部软岩巷道支护技术的适用性和可靠性,是当前亟待解决的问题。

2.1 巷道支护材料的研究针对深部软岩巷道支护技术的研究,可以首先集中在巷道支护材料的性能改进和研究上。

有针对性地研发新型的支护材料,如新型的聚合物材料、高分子材料等,以提高支护材料的变形能力和抗压能力,从而改善巷道支护的效果。

2.2 巷道支护结构的研究可以针对深部软岩巷道支护结构进行研究。

通过改进巷道支护结构的设计和布置,提高支护结构的可靠性和耐久性,从而保证巷道的长期稳定和安全。

2.3 巷道支护技术的智能化研究也可以开展深部软岩巷道支护技术的智能化研究。

利用现代化的传感器技术和智能控制技术,实时监测巷道变形和支护结构的受力情况,提前发现巷道支护存在的问题并采取相应的措施。

千米深井揭煤施工支护效果的优化及应用

千米深井揭煤施工支护效果的优化及应用

千米深井揭煤施工支护效果的优化及应用发布时间:2023-01-16T05:21:53.522Z 来源:《中国科技信息》2022年9月17期作者:牛洋洋朱开喜[导读] 信湖煤矿是安徽省淮北矿业(集团)公司负责建设的第一对千米深井牛洋洋朱开喜(淮北矿业集团公司信湖煤矿安徽亳州 233600)摘要:信湖煤矿是安徽省淮北矿业(集团)公司负责建设的第一对千米深井。

为了减轻职工劳动强度、提高支护质量,探究锚网索喷支护技术在千米深井下揭煤施工期间的使用效果,该矿通过使用超前骨架及加长锚索对锚网索喷支护形式进行优化,有效的解决了揭煤施工期间的支护问题,对千米深井揭煤施工期间的支护方式提供了借鉴经验。

关键词:揭煤;锚网索喷支护优化;超前骨架信湖煤矿作为基建矿井,揭煤施工较多,传统的揭煤施工支护形式为架棚支护,支护效果差、职工劳动强度大。

为解决揭煤施工期间的支护问题,该矿采用锚网索喷配合超前骨架的支护形式,从法距7m开始使用加长锚索,从法距5m开始使用超前骨架,从法距2.5m开始使用锚索代替支护锚杆,锚网支护结束后及时喷射混凝土,有效的降低了职工劳动强度、提高了支护质量。

1.矿井概况井田位于淮北矿区涡阳区的西端,总体为一走向近南北,西倾的单斜构造,局部发育有小型褶曲或波状起伏,地层倾角6°~22°。

井田煤系地层为石炭系和二叠系,其中二叠系的山西组和上、下石盒子组为主要含煤层段。

含煤地层总厚约1000m,自上而下含1、2、3、4、5、6、7、8、10和11等十个煤(层)组,含煤20余层,平均总厚为11.98m,含煤系数为1.20%。

其中可采煤层7层,为3、53、6、7、81、82和11煤层,可采煤层平均总厚8.94m,占煤层平均总厚的74.62%。

其中3、81和82为主要可采煤层,平均总厚7.06m,占可采煤层平均总厚的78.97%;53、6、7和11为次要可采煤层,平均总厚1.88m,占可采总厚的21.03%。

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中 在 N 3 5 E~N 9 7 E 之 间 , 道 布 置 与 最 大 水 平 3 .0 3 .。 巷
应力方向尽可能保 持平 行或成较 小 角度 , 减小 地应力 对巷道的影响。
3 .8 P , 0 4 M a 在高地应力 作用 下 , 岩也变 为软 岩 , 以 硬 所 巷道破坏 明显加剧 。 () 2 构造应力作用影 响。矿井转入深井 后 , 地质 条 件愈来愈 复杂 , 层 落差 逐 渐 增 大 , 层 密度 逐 渐 增 断 断 加, 发育 断层 比例逐渐 增高 。受其构造应 力作用 , 岩 煤 层的抗 拉 、 抗压强度均 受到较大影响 , 造成 矿井支护 困 难、 围岩变形量 大 、 道破 坏严 重 。因此 , 造应 力 作 巷 构 用是深部巷道 变形 破坏的一个重要 因素 。 () 3 采动应力作用影 响。由于深部巷道具有“ 受 易 扰动性” 因此周边应力 环境 改变 , , 如掘巷 、 开采 、 复 、 修 停采等都会对 巷 道造成 影 响。距 离越 近 , 动应 力 影 采 响愈严重 , 随距 离增加 , 采动应力影响逐 渐减弱 。煤 柱 应力集 中程度 高 , 受其影 响巷 道破 坏将会 更 严重 。矿 压观测表 明 , 深部采 动应 力影响范 围较 大 , 般在几 十 一
米甚至上百米 以上。
( ) 大水平应 力作用会 使巷道 顶底板岩 层发 生 2最 剪切破坏 , 因此 , 优化锚 杆 支护材 料和参 数 , 防止顶板 岩层错 动和考虑底板岩层支护 , 防止膨胀 , 从而保证 顶
板 、 板早期稳定 。 底
( ) 直应力 容易造成 两帮变 形 , 3垂 因此 , 两帮控制 至关重要 , 采取切实可行 的护 帮手段 , 防止两帮形成 滑
3 1 湿喷 技术 的研 究 与应用 .
作者简介 : 张玉涛 , , 男 工程 师 , 现任协 庄煤矿 生产技术 部 主任 , 曾
移面 , 控制两帮围岩早期变形 , 保证 两帮围岩稳定 。 总之 , 在合 理布 置 巷道 前 提下 , 用新 型支 护 材 采 料, 提高巷道支护效果 , 使顶 板岩层 和两 帮 围岩得到 加 固, 保证 巷道早 期稳定 , 同时控制后期 阶段变形破坏 和 发展 。因此 , 提高整体 支护 强度是 解决千 米深井 巷 道
变形的有效手段之一。 3 支 护 工 艺 改 进 与 应 用
从 以上 因素分析 可 以看 出, 种应 力 的复合 作 用 各 将 加剧巷道破 坏 的进程 。在高应 力 长期作 用 下 , 道 巷 围岩 由浅部 的弹塑性 的变形行 为 , 变 为深部 塑性 流 转 变变形行为 , 而且 围岩 一旦破 裂 , 便产生 明显 的碎胀 和 扩容 。这种强烈 的碎 胀和扩容效应造成 支护体 的严 重 破坏 。因此在 高应力 软岩 中 , 围岩碎胀 扩 容变形 力 是 造成支护体破 坏的直接力源 。

2 1 高 应 力软岩 巷道保 持 稳定 的综合 技 术实践 . () 1 巷道布置应选择在相对 坚硬 、 稳定岩层 中。 () 2 避开构造及构造应力影 响。 () 3 避开动压 影响及应力集 中区。 ( ) 用高强 锚杆支 护。 4采 () 5 确保 工程 质量 , 出现 隐蔽工程 。 不 2 2 控 制巷 道持 续 变形 的技 术措 施 . ( ) 道布 置 : 矿最 大 水平 主应 力方 向主要集 1巷 该
千 米 深 井 软 岩
用 湿 式 喷 浆 技 术 , 过 现 场 应 用 , 得 了 良好 的支 护 效 果 。 通 取
关键词
支 护 改 进

中 图分 类号 T 33 D5
文献标识码
协 庄 煤 矿 目前 主 采 一 5 m水 平 , 深 达 到 一 80 埋
15 m。 一80 7 1 5 m水平及 以下深部 围岩条件相 比浅部 巷 道 围岩 发生了很 大的变化 , 高地应力作 用更加显著 , 除 部分 围岩本 身强度低 , 呈现软岩特性 外 , 部分坚硬 岩
运输巷试验应用 了 60 高强锚杆 ; 一 5 m水平十一 0# 在 80 层一采轨道上车 场试验 了湿式 喷浆 技术 , 原来 的干 将 喷工艺改为湿喷工艺 , 同时将 原使 用 5 m的 圆钢焊 m 接加工 的钢筋 网 , 改为 8 m的钢筋 网 , m 均取得 了不错 的支护效果 。

2 支护 对 策分析
பைடு நூலகம்
石也呈 现明显 的软化 现象 。深 部 围岩 的流变 大 , 形 变 趋势增强 , 巷道 的矿压显现特别 明显 。
1 巷 道 变 形 分 析
从巷道破 坏形态 分析 , 主要 受 以下几个 方 面 因素 的影响 。 () 1 深部高地压作用影 响。随着开采 深度 的增 大 , 高应力作用越 来 越 明显 。该矿地 应力 测试 结果 表 明 , 80 5 m水 平最 大 水平 主应 力 为 3 . 7 a垂 直 应 力 9 7 MP
21年 期 0 第1 2
未 舛枝 瞧差
2 3 3
千 米 深 井软 岩巷 道 支 护 工 艺改 进 与应 用
张玉 涛 , 马洪 涛
( 新汶矿业集 团协庄煤矿 , 山东 新泰
摘 要
2 12 ) 7 2 1
针 对 协 庄 煤 矿 千 米 深 井 软 岩 巷 道 具 有 大 地 压 、 变形 、 支 护 的 特 点 , 出 了 呆 用 6o  ̄ 强 锚 杆 、m 钢 筋 网等 高 强度 支 护 材 料 , 大 难 提 o# 8m 应
{收 稿 日期 :0 1一 6—1 21 o 5
通过调研分析 , 应用强度较 高的支护材 料( 高强度 锚杆 、 高强度钢筋网及湿式喷浆技术 ) 及相应 的质量 控 制, 能够有效的提高巷道整体 支护强度 。
2 1 在 一 5 m 三 采 回 风 石 门 、4 2 回风 巷 、 0 0年 80 10 E
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