从245主斜坡道冒顶支护谈巷道断面形状支护类型选择
第三章 巷道断面及支护参数
第三章巷道断面及支护参数一、巷道断面1 、巷道断面的形状及断面尺寸:31001工作面回风顺槽,运输顺槽及切眼均为圆角矩形。
回风顺槽掘进断面7.36㎡。
掘宽3.2m。
掘高2.3m。
净断面6.6㎡,净宽3m,净高2.2m。
运输顺槽掘进断面10.35㎡,掘宽4.5m,掘高2.3m;净断面9.46㎡,净宽4.3,净高2.2m;切眼掘进断面13.64㎡,掘宽6.2m,掘高2.2m,净断面12.6㎡,净宽6m,净高2.1m。
水沟为0.2*0.2(不包括切眼)。
2、附:巷道断面特征表。
二、支护方式及支护参数。
1、岩巷部分采用锚网喷支护,所用网片网孔规格为40 *40㎜。
采用10#铅丝菱形编制网片搭接;横向、纵向长度均为100㎜。
喷浆支护喷射砂浆标号为M15,喷浆厚度不小于100㎜。
2、工作面运输和回风顺槽采用锚网支护。
支护锚杆均采用Ø20*1800㎜左旋无纵筋等强螺纹钢锚杆,网片采用1500*1000㎜的钢筋网片,回风顺槽前进方向的右帮采用20*1800㎜的塑钢锚杆和1000*1000㎜的塑钢网片,边对边,口对口连接。
运输顺槽前进方向的左帮采用20*1800㎜的塑钢锚杆和1000*1000㎜的塑钢网片,右帮采用20*1800㎜的左旋无纵筋强螺纹钢锚杆,拱顶部采用20*2200㎜的左旋无纵筋强螺纹钢锚杆,网片采用1500*1000㎜的钢筋网片,边对边,口对口连接。
药卷采用ck2335树脂药卷,锚杆锚固力不得低于60KN。
锚杆间排距为800*800㎜。
三、支护技术要求:1、锚杆孔深度误差控制在0~50㎜之间。
2、锚杆间排距误差不超过±100㎜。
3、锚杆呈矩形布置,锚杆外露长度≤50㎜。
4、锚杆的安装角度与巷道轮廓线夹角不小于75°,裂隙层理发育处适当调整锚杆安装角度,尽量垂直裂隙层理面。
5、锚杆螺母必须用力矩扳手拧紧,扭力矩不小于140N.M。
6、所掘巷道煤壁必须修理平整,铺设金属网片时,必须铺平拉展、头对头、边对边,用14#铁丝编制网片,每米不小于12扣,一扣压一扣,每扣扭三圈。
巷道的支护工艺类型和流程
巷道的支护工艺类型和流程巷道支护工艺是矿山工程中非常重要的一部分,它涉及到矿山安全和生产效率。
巷道支护工艺类型繁多,每一种工艺都有其适用的场景和优缺点。
本文将详细介绍巷道支护工艺的各种类型和流程,希望对读者有所启发。
一、巷道支护工艺类型1. 钢拱支护钢拱支护是一种常用的巷道支护工艺,其主要由矩形钢管拱、压力板和锚杆组成。
钢拱支护具有结构简单、施工容易、支护效果好等优点,特别适用于不规则形状的巷道。
2. 混凝土支护混凝土支护是一种传统的巷道支护工艺,其主要特点是支护效果好、耐久性强。
混凝土支护的缺点是施工周期长、成本较高。
3. 瓦楞钢板支护瓦楞钢板支护是一种轻型巷道支护工艺,其主要特点是重量轻、安装方便、支护效果好。
瓦楞钢板支护适用于小型巷道和临时支护。
4. 网格锚杆支护网格锚杆支护是一种较为新型的支护工艺,其主要由钢绳网格、锚杆和碎石组成。
网格锚杆支护的优点是施工简单、支护效果好,适用于软弱地质条件的巷道。
5. 玻璃钢支护玻璃钢支护是一种环保型的巷道支护工艺,其主要由玻璃钢材料制成。
玻璃钢支护具有耐腐蚀、重量轻、施工简单等优点,适用于特殊地质条件的巷道。
二、巷道支护工艺流程1. 确定支护方案在施工前,需要根据巷道的形状、地质条件等因素确定支护方案。
根据具体情况可以选择钢拱支护、混凝土支护等不同的支护工艺。
2. 定位钻孔根据支护方案确定的位置和数量,进行钻孔定位。
钻孔的直径和深度需符合设计要求,通过对钻孔进行钻孔质量检测,确保支护效果。
3. 安装支护材料根据钻孔位置安装支护材料,如钢拱、压力板、锚杆等。
在安装过程中需要注意支护材料的质量和位置,确保支护效果。
4. 确定锚杆长度对锚杆长度进行测量和调整,确保锚杆能够完全嵌入岩体,并与支护材料有良好的连接效果。
5. 确定支护效果在支护完成后,需要通过质量检测和实测,确认支护效果达标。
如果发现支护效果不理想,需要及时进行调整和改进。
6. 完善支护工程支护工程完成后,需要对支护工程进行整体检查和维护,确保支护工程的持久性和安全性。
巷道支护方式类型
巷道支护方式类型:(1)表面支护和内部支护(2)主动支护与被动支护(3)刚性支护与可缩性支护(4)临时支护与永久支护(5)一次支护与二次支护;不撤除的超前支护应属于一次支护,它同样要在整个巷道服务期内发挥作用。
滞后一次支护一定时间及距离的支护,为二次支护。
(6)联合支护和单一支护;联合支护指采用多种不同性能的单一支护的组合结构(7)巷内基本支架支护、巷内加强支护、巷旁支护。
巷道支护:煤巷支护、岩巷支护、半煤岩巷道支护。
平巷支护、斜巷支护、垂直井巷支护、硐室支护。
回采巷道支护、准备巷道支护、开拓巷道支护。
上覆岩层,即为需控岩层,包括直接顶和基本顶。
直接顶—能够在采空区内不规则冒落、不能向煤壁前方和老塘矸石上永久传递力的、其作用力必需由支架全部承担的那部分岩层的总和。
基本顶—自身能够形成平衡结构、能永久地向煤壁前方和老塘矸石上传递力的、其运动对采场矿压有明显影响的、其作用力无需由支架全部承担的那部分岩层的总和。
竖三带:垮落带;裂隙带;弯曲下沉带直接顶的形态:颗粒,膨胀,团块,分层裂隙共生,双向裂隙,单向裂隙,上软下硬,下软上硬,分层,整体。
特征见课件直接顶10种形态最终可归纳为:“豆腐渣”形顶板(松软顶板)破碎顶板,短砌体梁顶板,复合顶板,分层型顶板,完整型顶板。
老顶存在类拱式、拱梁式和梁式三种基本结构第一种模型是代表松软老顶结构的,它由小块状岩体挤压而成,其传递力的迹线像一个半拱形,随采场推进,该半拱周期性运动,为区别于静态拱的概念,故称之为“类拱”。
第二种模型是代表中硬老顶结构的,它由多个岩块规则排列、挤铰而成,其传递力的迹线呈折线状,结构中岩块数只有3~4个,可对块间的平衡进行力学分析。
这种结构的下限呈类拱的特征,上限呈坚硬老顶结构的特征,因此,称之为“拱梁”结构,第三种模型是代表坚硬老顶结构的,它由2~3个岩块挤铰而成,按传统的叫法,称之为“梁式”结构。
三种典型采场的矿压显现存在以下5点异同:①三种老顶随采场的推进,均具有周期性运动,采场支架也没有承担老顶的全部作用力,从采空区侧也可常看到老顶的悬露状态,它们都表明了三种老顶均以结构的形式存在;②老顶结构失稳前,距煤壁不远处的顺槽顶底板移进速度均存在普遍增加的现象,其量值为平均的2倍以上,坚硬老顶还存在多次峰值和“反弹“现象③顺槽与采场矿压显现峰值间存在一个时间差,一般顺槽在前,采场在后,它使预报采场来压成为可能,这个时间差的大小依次为松软老顶最短,中硬老顶次之,坚硬老顶最长④引起老顶结构失稳的原因,一是断裂,二是变形。
从245主斜坡道冒顶支护谈巷道断面形状及支护类型的选择
从245主斜坡道冒顶支护谈巷道断面形状及支护类型的选择摘要:针对紫金山的不同岩性,如何较合理选择不同的巷道断面形状及支护类型,即可避免因支护类型选择不合理进行二次支护而延缓基建工期,也可为紫金山金铜矿降低掘支成本,从而加快掘进速度,为紫金山金铜矿深部开拓起着一定的指导意义。
关键词:断面形状、锚喷、砌碹、支护类型245主斜坡道距硐口1703m至1725m处围岩为强地开石化细粒花岗岩,采用锚杆挂网喷浆支护,在施工过程中,因该段巷道被水淹没而引发冒顶。
冒顶宽度略宽于巷道,冒顶高度为3至5m,现采用三心拱钢筋混凝土砌碹支护,拱顶采用注泡沫混凝土接顶方法。
因支护类型选择错误,引发冒顶,不仅增加支护成本,也延误了建井工期。
因此有必要对紫金山金铜矿的地质情况及矿岩性质重新认识,根据矿岩性质合理选择巷道断面形状及支护类型,即可避免因选择支护类型不合理而二次支护,有可因断面形状的选择合理性而节约支护成本,加快开拓掘进速度,缩短建井时间。
一、首先应搞清巷道断面形状及适用范围断面形状优缺点适用范围半圆拱受力性能较好,承受顶压、侧压能力都较大;但断面利用率稍低,掘砌费用稍高。
一般用于顶压、侧压都大,服务年限较长的井巷圆弧拱介于半圆拱和三心拱之间。
用于中等强度围岩,侧压小;服务年限长的井巷。
三心拱断面利用率较高,掘砌费用较半圆拱低;但其承载能力较差,在顶压较大时易在拱基处开裂。
适用于地压较小的井巷。
梯形断面利用率高,施工简单,对不均匀压力适应性较好,但支架维护量大,不利于安全生产。
适用于围岩条件较好,服务年限短的小型矿井井巷其它圆、椭圆结构稳定,能承受多向压力,但断面利用率低,施工复杂,掘砌费用高。
适用于底压较大的井巷。
从上表可知:巷道断面形状的选择与围岩压力及巷道服务年限有关。
二、支护类型及适用范围支护类型优缺点适用范围木支护施工简单,易于操作;但维护费用高。
适用于临时支护,围岩条件较好,服务年限短的小型矿井井巷喷浆支护施工简单,支护速度快,支护费用低。
农村巷道支护方案
农村巷道支护方案背景随着我国农村交通建设的加速,越来越多的村庄拥有了通向城市的道路。
同时,随着村庄规模的扩大和公路交通的不断发展,一些农村巷道的建设也逐渐变得重要起来。
然而,由于农村巷道地势复杂、交通量小、资金有限等因素的影响,农村巷道的建设和维护备受困扰,常常导致道路质量下降、交通安全隐患增多等问题。
为了解决这些问题,我们需要对农村巷道进行有效的支护工程。
支护工程方法针对农村巷道的特点,我们推荐采用以下支护工程方法:1. 土工格栅支护法土工格栅支护法采用了专业的土工格栅,通过加强地基、减少地基沉降,增加地基强度等方式对农村巷道进行支护和加固。
该方法具有抗震、防滑、透水性好等特点,既能保证道路的使用寿命,又能降低施工成本。
2. 喷射混凝土支护法喷射混凝土支护法需要使用高压泵将混凝土喷射到土体表面,形成一种均匀、密实的混凝土层,起到增强地基的作用。
该方法既可用于地基加固,还可以修补地坑、洞穴等地形缺陷,解决农村巷道路面变形、裂缝等问题。
3. 填充法填充法可用于低洼地区的调整。
它采用填充设备将黄土、灰渣等填充到地面下陷区域,使道路高度与周围地面相同。
因此,它可以使土壤稳定,并且还能够增加道路的承载能力。
4. 聚丙烯纤维混凝土管道支护法聚丙烯纤维混凝土管道支护法适用于地质条件复杂而且土质疏松的地区。
该方法使用聚丙烯纤维材料制成的管道,通过填充材料将管道放到土壤中,从而达到加强地基的效果。
它不仅可以抵抗地震和洪水等自然灾害,而且可以与环境良好地结合起来。
支护工程注意事项在实施农村巷道支护工程时,我们需要注意以下几点:1. 预先做好勘测和设计工作准确的测量和设计是实施支护工程的基础。
在勘测和设计过程中,应该按照地质条件、土壤类型、地形高低以及道路使用要求等要素进行分析和评估。
同时,还需要特别注意质量和安全问题,以防止在工程实施过程中出现巨大的安全隐患和其他问题。
2. 填写工程手册和建档在进行支护工程时,需要着重制作工程手册和建档。
浅谈巷道支护方法
浅谈巷道支护方法一、概述淮北袁店煤矿属于高瓦斯、双突矿井。
巷道压力较大,施工中要强化过断层带的顶板管理工作,优化支护形式。
矿区域水文地质条件较复杂。
砂岩中高角度裂隙发育,但裂隙发育具不均一性。
且富水性较弱,煤系砂岩裂隙水处于半封闭状态,另外,构造造成的围岩破碎,其碎胀压力也容易使围岩产生碎胀变形。
对于如此大的构造应力和松散围岩,采用被动的或单一的支护方式是难以奏效的。
二、支护方式的选择为适应巷道难维护的特点,应优先选择具有如下特点的支护形式:1、直接作用于周边浅部围岩,针对破坏特点、强度弱化的原因及时有效地采取加固措施。
2、在巷道围岩的变形过程中维护,在不同阶段分别采取“护”、“让”、“支”、“限”的技术,以适应围岩的变形特征,并最大限度地利用围岩的自承能力,实现围岩稳定。
3、主动加固并直接改善围岩破裂体力学性能,以最大限度地提高围岩的承载能力,促使围岩形成整体结构。
4、由于构造应力的方向性、岩体赋存的不均匀性和分层性,巷道周围会出现一些薄弱部位,应及时采取主动支护手段,有效地强化这些关键部位。
三、巷道支护设计(一)采用的支护技术路线由于袁店矿井煤层埋藏深、地压大,地质条件复杂,根据施工单位的实际管理经验和操作技术特点及以动态分步加固、过程控制的软岩巷道综合控制思想,结合巷道难维护的特点、支护选型原则,本设计采用分段支护的思想,因地制宜,以锚网+锚索+喷射混凝土主动支护为主,多种支护方式并用,既保证巷道支护的稳定可靠,又兼顾经济合理适应快速掘进的需要。
(二)具体支护形式根据巷道围岩赋存情况,将矿区围岩稳定性分为三种区域,分别采取不同的支护形式。
1、围岩分类:围岩分类岩层描述巷道开掘后围岩的稳定状态(3-5m跨度)岩种举例类别名称Ⅰ稳定岩层1、完整坚硬岩层,不易风化2、层状岩层层间胶结好,无软弱夹层围岩稳定,长期不支护无碎块掉落现象完整的玄武岩、石英质砂岩等Ⅱ稳定性较好岩层1完整比较坚硬岩层2、层状岩层,胶结较好3、坚硬块状岩层,裂隙面闭合,无泥质充填能维持一个月以上稳定,会产生局部岩体掉落胶结好的砂岩、砾岩等Ⅲ中等稳定岩层1、完整的中硬岩层2、层状岩层以坚硬岩层为主,加有少数软岩层3比较坚硬的块状岩层围岩的稳定时间仅有几天砂岩、砂质页岩、粉砂岩、石灰岩、硬质凝灰岩Ⅳ稳定性较差岩层1、较软的完整岩层2、中硬的层状岩3、中硬的块状岩层围岩很容易产生冒顶片帮页岩、泥岩、胶结不好的砂岩、硬煤Ⅴ不稳定岩层 1、易风化潮解剥落的松软岩层2、各种类破碎岩层炭质页岩、花斑泥岩、软质凝灰岩、煤、破碎的各类岩石(三)支护形式(1)、当围岩完整,稳定性高区域如:Ⅰ、Ⅱ类岩层(即岩层完整性好,开挖后不立即支护也能保持完整,没有明显破裂和变形),采用锚网喷+锚索+注浆支护。
简述煤矿巷道支护类型的选择
简述煤矿巷道支护类型的选择煤矿事业是推动我国经济建设与发展的重要产业,但是煤矿开采作业具有一定危险性,随着社会的进步,人们越来越关注煤矿开采过程中的安全问题。
安全可靠的煤矿巷道直接关系到作业人员的人身安全,合理选择煤矿巷道的支护类型,是保障巷道稳定与人员安全的重要手段。
基于此,本文结合我国煤矿发展现状,深入研究煤矿巷道的支护类型以及具体选择,并提出巷道支护过程中需要注意的事项。
标签:煤矿巷道;支护类型;选择一、前言煤矿巷道在实际使用过程中,会受到来自自然平衡拱、岩石原始应力以及围岩应力分布等因素的破坏,影响煤矿巷道的安全质量,因此,科学合理的选择煤矿巷道支护类型具有重要意义。
煤矿巷道支护包括木支架、金属支架、石材支护以及锚喷支护等类型,需要结合不同巷道类型合理选择巷道支护类型,并做好巷道支护作业,保障煤矿巷道支护的可靠性。
二、我国煤矿发展现状我国的煤矿开采占到我国能源生产总量的七成左右,在社会不断发展过程中,煤矿开采数量会持续增加。
由于煤矿开采环境的特殊性,开采作业当中具有一定危险性,而目前我国煤矿生产当中还存在诸多安全问题。
一方面,我国地质情况较为复杂,煤矿资源分布地区自然条件具有较大的复杂性和多变性,很多客观因素都会对煤矿开采作业产生较大影响。
在煤炭开采作业当中,经常会遇到地质构造等复杂的地质条件,并且一些区域瓦斯含量巨大,随时面临着爆炸危险,导致开采难度加大。
而在这些区域当中进行开采工作,需要对煤矿进行侧面开采,从而对地层结构造成一定损坏,导致煤矿上方存在岩石松动等问题,严重影响巷道支护的安全[1]。
另一方面,煤矿企业不够重视煤矿巷道的支护,在这一方面缺乏充足的技术和装备投入,整体建设力度较为薄弱,技术人才欠缺,导致支护工作不积极且工作效率低下,难以保障巷道支护的质量。
在这种情况下如果出现矿井火灾或者瓦斯爆炸等紧急情况,将对人民生命与财产安全造成严重威胁。
三、煤矿巷道支护类型煤矿巷道支护主要是为了优化并改进围岩稳定状况,并对围岩运动以及发展速度进行合理化控制,保障工作空间的安全与可靠。
探讨煤矿巷道支护类型及合理支护方式
探讨煤矿巷道支护类型及合理支护方式摘要:煤炭开采工作分为地上和地下。
地上漏天开采相对安全,地下开采巷道支护安全十分重要。
地下开采尤其是巷道支护的选择尤为重要, 严重关系到工作人员的生命健康保障。
在进行煤炭开采的时候, 难免会造成对于地形的影响以及造成岩石松动进而造成松动空间, 如果不采取及时有效的支护措施, 就会造成可怕的后果。
采取巷道支护, 可以防止顶层岩石的滑落, 加大煤炭开采的安全力度。
本文就巷道支护的类型进行分析,并提出合理建议。
关键词:煤炭开采巷道支护合理措施我国疆土辽阔、地大物博, 但是在不同地区的煤矿具有不同的性质, 受着地势和自然条件的影响, 我们进行煤矿巷道支护选择的时候, 也应该充分考虑不同的特点, 选择正确合理有效的方法, 加大煤炭开采的安全保障。
煤炭开采工作分为地上和地下, 尤其是地下巷道支护的选择尤为重要, 严重关系到工作人员的生命健康保障。
在进行煤炭开采的时候, 难免会造成对于地形的影响以及造成岩石松动进而造成松动空间, 如果不采取及时有效的支护措施, 就会造成可怕的后果。
采取巷道支护, 可以防止顶层岩石的滑落, 加大煤炭开采的安全力度。
1 当前我国煤矿发展现状在我国的各项能源工业中, 煤炭开采占我国能源生产的70%左右, 并且还会随着社会和时代的发展日益增加。
煤炭在我们的日常生活和工作中占据很重要的地位, 并且还会在相当长的时间内占据能源消耗的主要地位, 当前我国煤矿的安全措施有以下现状。
(1) 地质复杂。
当前我国煤矿分布的地区多种多样, 自然条件复杂多变, 存在着许多影响和阻碍煤炭开采的客观因素, 比如在进行煤炭开采的时候, 我们遇到了很多地质构造复杂的地形的影响, 并且许多地区存在着瓦斯含量大的特点。
人们为了更好的完成工作, 不得不从侧面进行煤炭开采, 在选择适合煤炭开采的地形之中, 难免破坏地层的结构, 造成煤矿上方岩石松动问题。
(2) 对于煤矿巷道支护不重视。
煤矿掘进巷道超前支护方式的应用及选择
煤矿掘进巷道超前支护方式的应用及选择
巷道超前支护是煤矿掘进工程中的一种常见支护方式,其目的是保护巷道的稳定,确
保矿工的安全。
本文将介绍巷道超前支护方式的应用及选择。
1. 预拱法:预拱法是巷道超前支护中常用的一种方式。
在巷道掘进前,先在顶部设
置拱形钢架或钢筋混凝土拱形支架,然后再挖掘出巷道。
该方式适用于煤矿巷道地质较好、巷道直径较小、顶板稳定性较好的情况。
3. 主、副块法:主、副块法是巷道超前支护的一种常见方式。
在巷道掘进前,先挖
掘出一个主块,然后再挖掘出一个与主块相邻的副块。
主块与副块之间用立柱或钢梁连接,形成巷道的支撑系统。
该方式适用于煤矿巷道岩体不稳定、存在断层和夹层的情况。
主、
副块法能有效地分散巷道岩体的应力,提高巷道的稳定性。
巷道超前支护方式的选择应根据煤矿的地质条件、巷道的大小和形状、巷道的所在位
置等因素来确定。
1. 地质条件:巷道的地质条件是选择巷道超前支护方式的重要因素之一。
如果地质
条件较好,巷道岩体比较稳定,可以选择预拱法;如果地质条件较差,巷道岩体不稳定,
可以选择切帮法或主、副块法。
3. 巷道位置:巷道的所在位置也会影响选择巷道超前支护方式。
如果巷道位于煤矿
的主要运输通道或人员通道,应选择能够提供足够的稳定性和安全性的巷道超前支护方
式。
浅谈巷道支护形式的选择
浅谈巷道支护形式的选择[摘要]本文结合了某煤矿在不同岩性的条件下,所采用的支护方式,并阐述了巷道的支护类型和适用条件。
【关键词】巷道支护;形式;选择一、巷道围岩的应力分布1、采动、采动空间和围岩在岩体中开掘巷道和进行回采工作,称为对岩体的采动,采动所形成的空间称为“采动空间”,采动空间周围的岩体称为围岩,采动空间上方的岩层称顶板,下方的岩层称底板,两侧的岩体称为两帮。
2、巷道的应力分布采动后围岩的原始平衡状态遭到破坏,各部分应力将重新分布,应力重新颁的结果是顶板的两端出现应力集中区。
其中顶板各岩层将因失去支撑面,在自重的作用下,弯曲下沉。
结果在其底部出现拉应力,当拉应力超过限度,顶板岩层遭到破坏,围岩应力的重新分布促使岩层产生新的运动。
3、自然平衡拱的形成及破坏当开掘井下巷道或采出煤炭后,顶板被暴露出来,好象一根梁一样承受着上下岩石的压力。
如果不及时进行支护,经过一段时间,梁将向下弯曲,靠近巷道顶板的岩石产生拉应力,当拉应力超过岩石所能承受的极限时,岩石将产生裂隙;并随着裂隙不断增加,岩石开始破碎、脱落下来,其冒落范围不断向上发展,最后形成一个岩拱就不再冒落了,这种拱叫自然平衡拱。
综上所述,掘进巷道时应做好支护工作,防止顶板冒落、片帮和底鼓。
因此,在掘进巷道过程中,针对巷道围岩的岩性情况适当选择恰当的支护类型是十分重要的。
某煤矿主要开采龙岩组一段的37#、38#、39#及41#煤层及龙岩组三段的2#、20#、23#、24#、28#、29#煤层。
1)龙岩组一段中部富煤带,自41号煤底板砂岩至36号煤顶板之上砂岩底界,厚度约125米,岩性以粗粉砂岩为主,含煤7层,主要可采4层(37#、38#、39#、41#),局部可采1层36#,各煤层的顶底板岩性为37#:顶板为泥岩或细粉砂岩,底板为粗粉砂岩;38#:顶板为厚层状泥岩,底板为粉砂岩;39#:顶板为厚层状泥岩,底板为细砂岩或细粉砂岩;41#:顶板为细粉砂岩,底板为细砂岩或粉砂岩。
煤矿巷道支护类型的选择分析
煤矿巷道支护类型的选择分析巷道仿佛是煤矿生产中的一条命脉,它不仅是采掘安全开展的保障,还能够提供安全可靠的空间,并且它还影响着安全生产的开始与终端。
因此,只有巷道坚固,才能够保证矿井的安全与长治久安。
1分析巷道周围的岩石应力分布岩体的采动是指在岩体中挖掘巷道时进行的回采工作,采动的空间通常称为围岩,采动空间的上面是顶板,下面是底板,两边是两帮。
采动之后就会破坏围岩原来的平衡狀态,各个应力就会重新分布,可能会导致顶板的两侧是应力的分布区间。
此时,顶板可能会失去它的支撑点,在自身的重力作用下,弯曲下沉。
然后使得底部出现应力的拉力,当此拉力超过底板的承受限度之后就会使得底板遭到相应的破坏,围岩的应力就会使得岩层出现新的运动。
在挖掘巷道或者是开采煤炭的时候,顶板如果露出来了,就好像一根梁承受着全部的岩石对它的压力。
此时,如果不及时的进行支护工作,一段时间之后,梁就会弯曲,使得顶板周围的岩石产生应力,当应力较大时,岩石就会出现裂缝。
如果裂缝不断的增加,岩石就会受到破坏,然后脱落。
因此,在挖掘巷道的时候要做好支护工作,防止上述情况出现。
在挖掘的过程中,要针对不同的围岩的特性选择符合其特性的支护类型。
2支护的方式简介2.1巷道的支护类型与支护类型的使用条件根据井下开采的特点,巷道的作用分为:开挖巷道、准备与回采巷道。
这三类巷道的支护方式是根据巷道周围的岩石性质、巷道的使用时间来决定的,常见的巷道支护方式是木结构支护、钢筋混凝土结构支护、锚杆支护方式等。
目前应用最为广泛的是锚喷支护方式。
2.2简介几种支护方式第一,木支架。
此种支架是较为常见的,并且历史悠久。
它的主要结构是梯形的,通常有两种形式。
根据不同的形式具有不同的特点,有的方法简单,可以在任何压力下使用。
有的架设的质量要求较高,如果架设不好的话,就会严重的影响到支护的效果,此时就需要对架设认真、仔细的搭设,避免后期出现问题。
木支架具有的优点是重量较轻,并且较容易搭建架设,还具有一定的强度、可伸缩性。
巷道支护方案范文
巷道支护方案范文巷道是城市地下交通系统的重要组成部分,起到了缓解地面交通压力、提升城市交通效率的作用。
然而,巷道的建设和维护也面临许多问题,如地质条件差、地下水位较高、沉降问题等,这些问题给巷道的使用和安全带来了一定的隐患。
为了提高巷道的使用安全性和可靠性,巷道支护方案是不可或缺的一部分。
本文将就巷道支护方案进行探讨。
首先,对于巷道的支护方案,一般有刚性支护和柔性支护两种方法。
刚性支护主要包括预应力锚杆支护、钢拱支护以及混凝土衬砌等,这些方法适用于较为稳定的地质条件和较小规模的巷道。
柔性支护则主要包括钢帘网、玻璃钢网格布等,这些方法适用于地质条件较差、地下水位较高以及地面荷载较大的情况。
其次,对于巷道支护方案的选择,需要根据具体情况进行综合考虑。
首先要考虑到地质条件,例如软弱地层的巷道需要采用柔性支护方案,而稳定地层的巷道可以选择刚性支护方案。
其次要考虑到地下水位,如果地下水位较高,需选择防水的支护方案,如混凝土衬砌配合防水材料等。
再次要考虑到地面荷载,地面荷载较大的区域需要采取刚性支护方案,以增强巷道的承载能力。
此外,巷道支护方案还应考虑到施工的方便性和经济性。
在选择支护方案时,需要综合考虑其施工的难易程度以及造价。
对于施工方便且经济的支护方案,可以在一定程度上降低工程成本和工期,并提高施工效率。
总之,巷道支护方案是确保巷道使用安全性和可靠性的重要因素。
在选择支护方案时,需要综合考虑地质条件、地下水位、地面荷载以及经济性等方面的因素。
同时,在施工过程中也要注意加强监测,及时调整支护方案,以确保巷道的稳定性和安全性。
巷道的支护方案应根据具体情况制定,并在实践中不断完善和改进,以提高巷道的使用寿命和安全性。
煤矿巷道支护类型的选择
煤矿 巷道 的支 护类 型有 多种 ,常用 的 化 ,因而对 此巷 道 的支 护首先 应对 其进 行 主要有 木支 架 、金属 支架 、石材及 锚 喷支 喷浆 并封 闭式处 理 ,并 使用锚 杆 与金属 网 护等 。木 支架是 较早 应用 于 煤矿 开采 的支 共 同使用 的支 护技术 ,以实 现对 巷道 的有 护形 式 ,其架设 工作 简单 、方便 ,多 见于 效保 护 ,延长 其 翻修周 期 ;最后 ,关 于 回 因 梯形 棚且 可适 用 于多种 地压 环境 ;金 属支 采巷 道 ,其是 仅 服务 于采煤 的工 作面 , 架 多 使用 槽 钢 、u 型 伸缩 钢 等钢 材 ,相 比 而使 用周 期短 。 回采巷 道 的工作 面基 本上 因而对 回采 巷道 的支护 主要 从解 决压 应力 对 内岩壁 的作 用 ,并保 障巷 道能 正常 输送
一
不 断 开 采 使 用 ,需 不 断增 加 井 下 开 采 深 不 同 的巷道 应选 择合 适 的支 护类 型对 其进 选择施 工方 便 、稳定 可靠 的锚 喷方 式 ;准 度 、作业 范 围等 以寻求 更 多的煤 矿 资源 , 如 此巷 道 的开挖 深度 也随 之增 加 。由于 地 靠使 用 。 行保 护 ,以保 障巷道 在其 使用 年 限期 间可 备 巷道 是用 于煤 矿开 采 中的某 个采 区 ( 或 盘区 ) 使用 ,是 沿煤 巷 道 ,因而对 该巷 道 二 、煤矿 巷道 支护类 型及选 择分 析 l 煤矿巷 道 的支护类 型介 绍 的维 护 、使 用 等有着 严 格的要 求 ,此外 , 准 备 巷 道 中空 气 湿 度 大 ,会 加 速 岩 石 风
下 地质 结构 等复 杂多 变 ,巷道 在使 用 中可 能 会受 到来 自土 壤 、岩石 等 的破坏 ,进 而 影 响其 安全使 用 并可 能会威 胁井 下作 业 人 员 安 全 ,因而 需 高 度 重 视 巷道 的 安 全 使 用 ,一 般在 煤矿 作业 中是 通过 对其 进行 支 护 以提 高其使 用 的安 全 、可靠性 。 煤矿 巷道 支护 的必要性
煤矿巷道支护类型的选择
护技术 ,已有 j ( ) 多年历史 ,喷射混凝十 ¨ 丁 以减少水
和风 等列同 岩的影响 ,起 到加 的作腭 ,对 罔岩裂 缝处进 行浇筑 混凝 士 以达 到南 闭的效果 ,锚喷 支护 方式 具有坚 耐用的有点 ,不仪 叮以减 少对同 岩巷
道的维 修次数 ,还可以节 省成本 ,锚喷 支护技术 足,但该支护方 式支护成本 较高 、
劳动 强度 大 ,无法 在变 形较 大 的巷 道 罔岩 中使 用。 棚 式支 护方 式是传 统巷 道的主要 支护方式 ,上世纪
9 0 年 代,巷 道 支护 的材 料 主要 采 用木 支架 、混 凝
土钢筋 及金属支架 ,多数适 用于 梯形 、拱形 或圆形
改善罔岩 的受 力情况 ,提高 罔岩 的稳 固定 ,还能降
低巷道的应压力 。
砌碴 支护和棚式 支护
砌 碴 支 护是 投 入 使用 较 早 的支 护 方 式 ,通 常 应 用于大型 巷道 中,操作简单 ,应 用于各种地 压条 件 下 ,所选 用的支 护方式主要是 料石 、混凝土 或现
率 和为安 全生产提 供可靠 保障 。多数企业 的煤矿巷
我国 煤 矿企 业在 巷道 支 护方 面得 出很 多理 论 , 在 实践操 作中起 到指导性 作用 ,其 中常见 的理论 主 要 有新奥 法 、联合 支护 、松 动圈支 护和围 岩强度理
的巷道 中。该支护方 式适应于早 期的巷道 支护形式 , 无法完成在 困难条件 下的支 护,之间被新型 支护方
论 ; 结合煤 炭行业本 身 的特性 ,根 据新奥 法理论形
成采 用喷射 实行二 次支 护 ,对破碎 闹岩实 行注浆二 次 加固 ; 联 合支护 的理论是 通过采 用锚喷 支护在复
式替代。
煤矿巷道掘进支护设计
煤矿巷道掘进支护设计煤矿巷道的支护设计是煤矿开采中的重要环节,对于确保矿工的安全和顺利进行矿井作业有着关键性的作用。
本文将对煤矿巷道的支护设计进行详细分析,并从以下几个方面进行探讨。
首先,煤矿巷道的设计应该考虑顶板、底板和两侧的支护措施。
针对不同的地质情况,采用不同的支护措施。
例如,在稳定的地质条件下,可以采用弯曲钢丝网加锚杆的支护方式;而在地质条件较差且存在一定的冒顶风险时,可以采用钢架加喷锚混凝土的支护方式。
此外,还可以根据巷道的不同位置和用途设计相应的支护结构,例如支柱、支承等。
其次,针对巷道的长度和横断面形状,需要选择合适的支护方式。
巷道的长度越大,需要的支护措施也越复杂。
对于相对较短的巷道,可以采用单排锚杆或者喷锚混凝土的方式进行支护;而对于相对较长的巷道,则需要考虑采用更加复杂的支护结构,例如双排锚杆、钢架、绞盘以及弯曲钢丝网等。
此外,根据巷道的不同用途,还需要选择合适的支护结构。
例如,对于矿车道和运输巷道,需要考虑使用强度高、耐磨性好的材料进行支护,以增加其承载能力和减少磨损。
而对于通风巷道,则需要保证通风畅通,选择适当的支护结构,如云梯、通风门等。
此外,对于巷道的掘进过程,还需要考虑控制支护的时间和方式。
巷道的掘进过程中,需要逐步完成支护措施,以确保矿工的安全。
掘进支护主要包括控制冒顶、冒底、冒崩等地质灾害的发生以及修复巷道的变形。
同时,还需要确保支护措施的稳定性和持久性,以保证巷道的长期使用。
总结起来,煤矿巷道的支护设计是煤矿开采的重要环节,对于保障矿工的安全和提高矿井作业效率具有关键性作用。
支护设计应该根据巷道的地质条件、长度、横断面形状和用途等因素进行综合分析,选择合适的支护措施和结构。
此外,还需要控制支护的时间和方式,以保障巷道的稳定性和持久性,确保矿工的安全和作业的顺利进行。
巷道断面形状的选择
巷道断面形状的选择我国煤矿井下使用的巷道断面形状,按其构成的轮廓线可分为折线形和曲线形两大类。
前者如矩形、梯形、不规则形等;后者如半圆拱形、圆弧拱形、三心拱形、马蹄形、椭圆形和圆形等(见图)。
巷道断面形状的选择,主要应考虑巷道所处的位置及穿过的围岩性质(即作用在巷道上地压的大小和方向)、巷道的用途及其服务年限、选用的支架材料和支护方式、巷道的掘进方法和采用的掘进设备等因素。
一般情况下,作用在巷道上的地压大小和方向在选择巷道断面形状时起主要作用。
当顶压和侧压均不大时,可选用矩形或梯形断面;当顶压较大、侧压较小时,则应选用直墙拱形断面(半圆拱、圆弧拱或三心拱);当顶压、侧压都很大同时底鼓严重时,就必须选用诸如马蹄形、椭圆形或圆形等封闭式断面。
巷道的用途和服务年限也是考虑选择巷道断面形状不可缺少的重要因素。
服务年限长达几十年的开拓巷道,采用砖石、混凝土和锚喷支护的各种拱形断面较为有利;服务年限左右的准备巷道以往多采用梯形断面,现在采用错喷支护拱形断面日趋增多;服务年限短的回采巷道,因受动压影响须采用具有可缩金属支架的梯形断面。
矿区富有的支架材料和习惯使用的支护方式,往往也直接影响巷道断面形状的选择。
木支架和钢筋混凝土棚子,多适用于梯形和矩形断面;砖石、混凝土和喷射混凝土支护方式,更适用于拱形等曲线断面;而金属支架和锚杆可用于任何形状的断面。
掘进方法和掘进设备对于巷道断面形状的选择也有一定的影响。
目前,岩石平巷掘进仍是采用钻眼爆破方法占主导地位,它能适应任何形状的断面。
近年来,由于锚喷支护广泛应用,为了简化设计和有利于施工,巷道断面多采用半圆拱和圆弧拱,三心拱逐渐被淘汰。
在使用全断面掘进机组掘进的岩石平巷,选用圆形断面无疑是更为合适的。
在需要通风量很大的矿井中,选择通风阻力小的断面形状和支护方式,既有利于安全生产又具有明显经济效益。
上述选择巷道断面形状应考虑的诸因素,彼此是密切联系而又相互制约的。
条件要求不同,影响因素的主次位置就会发生变化。
煤矿巷道支护类型的选择
煤矿巷道支护类型的选择作者:明小锐来源:《中国新技术新产品》2015年第06期摘要:煤矿巷道受岩石应力作用等易遭受破坏,影响到煤矿的安全作业,因而煤矿巷道支护是煤矿建设中的重要环节。
不同煤矿巷道条件不同,其支护类型也需因地制宜地选择合适的,从而实现对巷道的有效保护。
关键词:煤矿;巷道;支护;支架中图分类号:TD353 文献标识码:A我国的煤矿资源多是集中于地下分布,因而需在矿井下开挖多条巷道,以方便对煤矿的开采。
然而随着对煤矿资源的不断开采使用,需不断增加井下开采深度、作业范围等以寻求更多的煤矿资源,如此巷道的开挖深度也随之增加。
由于地下地质结构等复杂多变,巷道在使用中可能会受到来自土壤、岩石等的破坏,进而影响其安全使用并可能会威胁井下作业人员安全,因而需高度重视巷道的安全使用,一般在煤矿作业中是通过对其进行支护以提高其使用的安全、可靠性。
一、煤矿巷道支护的必要性1 巷道破坏原因分析受煤矿资源分布限制,煤矿巷道是在地下开挖的,其破坏因素主要是来自于地下岩石土层等作用。
概括地讲,在煤矿巷道中,破坏形式主要有岩石原始应力破坏、巷道囤岩应力分布破坏以及自然平衡拱的形成及其破坏作用。
由于煤矿在开采前,地下岩层基本上保持着原始的应力状态,在受上层岩石重力作用下岩块朝着两两垂直的三方向发生变形,且同时会受到相邻岩石对其的约束侧向力作用,还可能会受到构造应力、温度应力等,岩层在这几种力下保持平衡;然而,当煤矿在开采过程中,岩层的原始应力状态将被破坏而重新分布,导致围岩顶板两端呈现应力集中状态,且受自身重力影响顶板发生弯曲下沉,并在底部产生压应力,若超出其最高承载压应力则顶层岩石将发生破坏,进而重组应力分配;待煤矿开采后,岩石顶层便呈现暴露出来,并如房梁支撑梁般承受来自上、下岩层的作用力,若未对其进行辅助支撑,则长期在这种应力作用下顶板将发生弯曲变形,并对上顶板有拉应力作用,当拉应力过高超过其承受能力时则会“拉断”上岩层,进而使得岩石产生裂缝、破裂等形成自然平衡拱,增大顶板受力并继续扩大平衡拱,进而施压给巷道侧面,长期作用将引起巷道的破坏。
浅谈巷道支护形式的选取
2 f 2 X 3
( 2 )
式中: B 一 巷道留设宽度 , 取4 . 2 e; r f - 岩石坚固系数 , 砂岩取 3 . 0 。
则: L = 2 X 0 . 7 + 0 . 4 + 0 . 1 = 1 . 9 m
式中:N 一 锚索数 目; K 一安全系数 ,一般取 2 ; P 一锚索的最低破
…
பைடு நூலகம்
L= k H + L1 + L2
r
4X 1 0
式 中 :L 一锚 杆 长 度 ; H 一冒落 拱 高 度 , m; k 一安 全 系 数 ,一 般 取 K = 2 ; L r _ 锚 杆锚入 稳定 岩层 的深度 ,一 般按 经验 取 0 . 4 m; L 2 一 锚 杆在 巷 道中的外露长度 , 一般取 0 . 1 m。 其中: H— B 0. 7
断力 , 2 6 8 . 5 K N ; W一 被 吊岩 石 的 自重 , K N 。
W =B× ×∑ × D ( 7 )
根据计算结果 ,选取长度必须大于计算长度 ,因此选取锚杆长
・
2 8・
科 技 论 坛
浅谈巷道支 护形 式的选 取
温 之 法 杨 秀 周
( 1 、 贵 州织金双龙煤炭 开发有 限责任公 司, 贵州 I 织金 5 5 2 1 0 0 2 、 国电贵州安 家寨 中柱煤业有限公 司, 贵州 六枝 5 5 3 4 0 0 )
摘 要: 巷道支护形式对巷道质量至关重要 , 本文结合 了双龙煤矿 1 1 4 0 3运输巷掘进 工作面的具体情况 , 介绍 了具体的巷道 支护形式。
关键词: 煤矿 ; 巷道 ; 支护; 形式
巷道就像煤矿生产运转的一条条命脉 ,影响着矿井安全生产的始 末, 为采掘活动提供安全可靠的空间 , 是采掘活动安全开展的保障。有 了坚实稳固的巷道, 才能实现矿井的长治久安。 织金县 白泥乡双龙煤矿 可采煤层为 M1 4 、 M 3 0号煤层共 2 层, 现掘进巷道 1 1 4 0 3运输巷为综掘 工作 面 。 1确 定巷 道支护 形式 根 据双 龙煤 矿 钻孔 柱状 资 料分 析 , M1 4煤层 直 接顶 为 黑色 泥 岩 和 粉砂质泥岩 , 厚度 7 . O e, r 属较稳定岩层 , 适合锚 网支护 , 为了将锚杆加固 在组合梁( 直接顶 ) 悬吊于老顶坚硬岩层 中, 取得更好支护效果 , 采用 1 5 . 2 4 am高强锚索做辅助支护 , r 即锚杆 + 钢筋网 + 锚索联合支护。 顶 板破碎、 断层带采取缩小锚杆锚索间排距的方式提高支护强度。 2 巷道 支护 断面 为尽快形成 1 1 4 0 3回采工作面 , 1 1 4 0 3运输巷采用 E B Z 2 4 0悬臂 式掘进机掘进 , 设计巷道为拱形 +矩形支护 , 根据地质资料显示 , 1 1 4 0 3 3 . 3 锚索支护参数计算 、 验算 3 . 3 . 1 锚 索长度 : 运输巷开 口往里约 9 0 m段属 于半煤岩巷道 , 外段采用拱形支护 , 巷道 L = L + Lb + L + Ld f 4 、 1 - 1 断面宽为 4 . 2 m, 高为 2 . 8 m, 断面积 S = 9 . 8 6 m 。进入 M1 4 煤层后 , 煤巷采用 2 - 2 矩形断面支护 , 支护方式锚 网 + 锚索联合支护 , 巷道宽为 式中:L 一 锚索总长度 , m; I 锚索深入到较稳定岩层的锚 固长度 , 5 . O e, r 高为 2 . 4 m, 断面积 S = 1 2 . 0 i n 。 m; ,需要悬吊的不稳定岩层厚度 , 取4 m; I  ̄ 一上托盘及锚具的厚度 , 取 3支 护参数 设计 0 . 2 m; L r I 一 需要外露的张拉长度, 取0 . 5 m。 3 . 1 采用类 比法合理选择支护参数。根据双龙煤矿 M1 4煤层矿压 按G B 一 1 9 8 5 要求, 锚索锚固长度 L a 按下式确定 : d f 观测资料和同煤层邻近巷道的支护经验 , 选用 2 0 a r m X 2 0 0 0 mm的左 >K × : r 旋螺纹钢锚杆, 间距 8 0 0 m m, 排距 8 0 O e; r 1 - 1 断面锚索每排巷道中部布 { 一 置一根 , 2 - 2断 面 锚 索 均 选 用 1 5 . 2 4 am 间 排 距 为 2 r 4 0 0 mm X 2 4 0 0 mm, 锚索长为 6 5 0 0 mm, 详见支护断面图。 式 中 :K 一 安 全 系数 , 取K = 2 ; d l 一锚 索钢 绞线 直径 , 取 1 5 . 2 4 mm; f , 一 锚 杆锚 固力不 小 于 6 4 K N , 扭力 矩不 小 于 1 2 0 N . m, 帮锚 杆锚 固力 不 钢绞线抗拉强度 , N/ mm ( 1 9 2 0 M p a , 合1 8 8 3 . 5 2 N/m m ) ; f c 一 锚索与锚 小于顶锚的 8 0 %, 扭力矩不小于 6 0 N . m; 锚索锚 固力不小于 1 2 0 K N。 固剂的粘合强度 , 取 1 0 N/ i n o t 。 … 刚 3 . 2 采用计算法校核支护参数 l 5 . 2 4 X1 8 8 3 . 5 2 3 . 2 . 1 锚杆长度计算 : La x— — =I 4 5 2. 4 2 mt n ≈1 . 4 5 m
分类巷道支护
矿属各单位:为了为了进一步规范、统一和加强我矿各类巷道的支护管理,增强巷道施工的安全性和可靠性,根据公司有关文件和规定,并结合我矿实际情况,经组织有关会议研究,特制定了以下管理规定,希望各单位认真执行。
附:《关于巷道支护规格和支护形式的管理规定》《关于巷道开口及交叉点支护管理规定》《关于锚杆、锚索、锚喷管理规定》《关于巷道监测管理规定》关于巷道规格及支护形式的管理规定一、开拓巷道:1、开拓岩巷:巷道规格按具体设计施工。
支护形式:锚喷支护,顶部挂钢筋网(二牛背以上).布置方式:锚杆排、间距700mm,喷浆厚度不小于100mm,钢筋网对接,连网间距200mm一道.材料规格:锚杆:Φ18mm×1800mm的圆钢半锚固锚杆。
顶、帮托板规格:Φ150mm的锥形铸钢托板。
钢筋网:2000×800×6mm。
锚杆锚固剂:K2860.2、开拓煤巷:巷道规格:巷道规格按具体设计施工。
支护形式:顶部采用钢筋网、锚杆、锚索支护;两帮采用锚杆、金属网支护,特殊地段补打帮锚索;全断面滞后喷浆,滞后距离根据实际情况规程中确定。
布置方式:顶锚杆间、排距800mm,补强锚索顺巷矩形布置,每排两根,排距不大于3000mm,间距1500mm.帮锚杆排距800mm,每排3根,最上部一根距顶不超过400mm,最下部一根距底板不超过600mm,最下部一根帮锚杆压住网边,钢筋网对接,金属网搭接100mm,顶、帮网的搭接可以超过100mm,联网200mm一道。
帮锚索每帮一根,距顶130mm,间距3米.材料规格:钢筋网:2000×800×6mm。
金属网:5m×1m的经纬网。
顶、帮锚杆:Φ20mm×2000mm的螺纹钢锚杆。
顶托板:Φ150mm的锥形铸钢托板。
帮托板:350×120×50mm框式托板。
补强锚索:Φ15。
24×5200mm的钢绞线。
锚索托梁:长1米的14#槽钢,槽钢垫片200×95×12mm。
- 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、"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、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)。
从245主斜坡道冒顶支护谈巷道断面形状及支护类型的选择摘要:针对紫金山的不同岩性,如何较合理选择不同的巷道断面形状及支护类型,即可避免因支护类型选择不合理进行二次支护而延缓基建工期,也可为紫金山金铜矿降低掘支成本,从而加快掘进速度,为紫金山金铜矿深部开拓起着一定的指导意义。
关键词:断面形状、锚喷、砌碹、支护类型245主斜坡道距硐口1703m至1725m处围岩为强地开石化细粒花岗岩,采用锚杆挂网喷浆支护,在施工过程中,因该段巷道被水淹没而引发冒顶。
冒顶宽度略宽于巷道,冒顶高度为3至5m,现采用三心拱钢筋混凝土砌碹支护,拱顶采用注泡沫混凝土接顶方法。
因支护类型选择错误,引发冒顶,不仅增加支护成本,也延误了建井工期。
因此有必要对紫金山金铜矿的地质情况及矿岩性质重新认识,根据矿岩性质合理选择巷道断面形状及支护类型,即可避免因选择支护类型不合理而二次支护,有可因断面形状的选择合理性而节约支护成本,加快开拓掘进速度,缩短建井时间。
一、首先应搞清巷道断面形状及适用范围断面形状优缺点适用范围半圆拱受力性能较好,承受顶压、侧压能力都较大;但断面利用率稍低,掘砌费用稍高。
一般用于顶压、侧压都大,服务年限较长的井巷圆弧拱介于半圆拱和三心拱之间。
用于中等强度围岩,侧压小;服务年限长的井巷。
三心拱断面利用率较高,掘砌费用较半圆拱低;但其承载能力较差,在顶压较大时易在拱基处开裂。
适用于地压较小的井巷。
梯形断面利用率高,施工简单,对不均匀压力适应性较好,但支架维护量大,不利于安全生产。
适用于围岩条件较好,服务年限短的小型矿井井巷其它圆、椭圆结构稳定,能承受多向压力,但断面利用率低,施工复杂,掘砌费用高。
适用于底压较大的井巷。
从上表可知:巷道断面形状的选择与围岩压力及巷道服务年限有关。
二、支护类型及适用范围支护类型优缺点适用范围木支护施工简单,易于操作;但维护费用高。
适用于临时支护,围岩条件较好,服务年限短的小型矿井井巷喷浆支护施工简单,支护速度快,支护费用低。
适用于围岩条件较好,地压小,服务年限中长期的井巷。
锚喷支护施工较简单,支护速度快,支护费用介于喷浆于砌碹支护之间。
适用于围岩较破碎、地压大、允许蠕性变形、服务年限中长期的井巷。
砌碹支护施工难度大,支护速度慢;支护费用高。
适用于围岩较破碎、地压大、不允许蠕性变形、服务年限中长期的井巷及硐室。
三、紫金山金铜矿的地层情况及矿岩工程地质的分析根据地质报告对紫金山的岩石可了解紫金山矿区地层主要出露震旦系、上泥盆统一石炭系、白垩系:下震旦统楼子坝群:分布于中西部同康一带,为地槽型浅一深海沉积的复理石建造细碎屑岩类经区域变质形成的浅变质岩系。
主要岩性为千枚岩、千枚状粉砂岩、变质细砂岩等。
上泥盆统一石炭系:上泥盆统一石炭系包括上泥盆统天瓦岽组和桃子坑组,为河口相一滨海相碎屑沉积;下石炭统林地组为陆相、海相、海陆交互相碎屑沉积,主要岩性为石英砂砾岩、砂岩和粉砂岩。
中石炭统黄龙组白云质灰岩,上石炭统船山组为大理岩、大理岩化灰岩。
白垩系:下统为石帽山群下组、上统为沙县组和赤石群,石帽山群是一套陆相火山一沉积岩,分上、下2•个组:下组下段为含角砾沉凝灰岩、晶屑凝灰岩等,上段为流纹岩、流纹质晶屑凝灰熔岩、粗面岩。
沙县组和赤石群为红色复陆屑建造,主要为紫红色砂砾岩、粉砂岩夹凝灰质砂岩、粉砂岩。
此外还零星分布上三叠统文宾山组沉积岩。
第四系全新统:主要分布于沟谷阶地,由砂质层及砂质粘土层组成。
侵入岩:燕山早期花岗岩是矿床主要围岩,为紫金山复式岩体的一部分。
因蚀变强烈,原岩已面目全非,难以确切定名。
根据结构构造及蚀变矿物成分等将其定为碎裂中粗粒花岗岩、碎裂中细粒花岗岩及细粒白云母花岗岩,与外围燕山早期相应期次的二长花岗岩、花岗岩相当。
火山岩和火山岩相:紫金山火山喷发中心形成于早白垩系,与成矿关系十分密切,由于剥蚀较深,火山岩相发育不全,仅保留火山颈下部的次火山相、隐爆相和火山侵入相岩石。
矿区岩石工程地质岩组划分:按岩石的完整程度和坚硬程度,结合岩性组合,岩石的物理力学指标划分为4个岩组。
(1)主要由强硅化、硅化中细粒花岗岩,硅化隐爆角砾岩,明矾石化、绢云母化、硅化中细粒花岗岩及隐爆角砾岩组成。
岩石新鲜完整,富水性极弱—隔水,局部弱,岩石质量好。
岩体较完整—完整,工程地质条件好。
(2)完整半坚硬的工程地质岩组多由硅化、明矾石化、绢云母化中细粒花岗岩,硅化花岗质隐爆角砾岩,强硅化英安玢岩组成。
岩石新鲜、完整,富水性极弱—弱,岩心以特长柱状—柱状为主,工程地质条件好。
(3)破裂半坚硬的工程地质岩组主要由弱风化、绢云母化、明矾石化、地开石化碎裂岩石组成。
其岩石富水性弱,局部可达中等,岩石质量劣—中等。
岩心较破碎,呈短柱状、块状或角砾状,岩体中等完整,工程地质条件一般。
(4)软弱、松散的工程地质岩组主要由强风化带,软弱构造碎裂岩及第四系松散层等组成。
该岩组力学强度低,受地下水影响明显,透水性较好,岩石质量劣。
岩心以角砾状、粉末状为主,岩体破碎,工程地质条件差。
但应特别注意的是地开石及地开石化的岩石,因地开石及地开石化的岩石中含有高岭土的矿物成份,高岭土易溶于水。
地开石及地开石化的岩石在水力作用下,岩石易变松散导致围岩垮塌。
从地质报告可知地开石及地开石化的岩石有:燕山早期侵入岩的碎裂中粗粒花岗岩(γ52(3)c1)、碎裂中细粒花岗岩(γ52(3)c2)、细粒白云母花岗岩(γ52(3)d)、火山岩中第二期英安玢岩(ζu2k1)、岩筒状隐爆角砾岩及脉状隐爆角砾岩。
其次应注意的是英安玢岩暴露后易风化。
四、根据工程地质、岩性及巷道服务年限确定巷道断面形状及支护类型表1:巷道支护类型的选择岩性巷道服务年限构造及其节理巷道支护类型下震旦统楼子坝群:千枚岩、千枚状粉砂岩、变质细砂岩服务年限较短无大的构造及节理不发育裸巷或喷浆有大构造及节理发育喷浆或锚喷服务年限长或永久性巷道无大的构造及节理不发育喷浆或锚喷有大构造及节理发育钢筋网锚喷上泥盆统一石炭系:石英砂砾岩、砂岩和粉砂岩。
中石炭统黄龙组白云质灰岩,上石炭统船山组为大理岩、大理岩化灰岩。
服务年限较短无大的构造及节理不发育裸巷有大构造及节理发育喷浆或锚喷服务年限长或永久性巷道无大的构造及节理不发育喷浆有大构造及节理发育锚喷石帽山群石帽山群:下组下段为含角砾沉凝灰岩、晶屑凝灰岩,上段为流纹岩、流纹质晶屑凝灰熔岩、粗面岩,。
沙县组和赤石群为红色复陆屑建造,主要为紫红色砂砾岩、粉砂岩夹凝灰质砂岩、粉砂岩。
服务年限较短无大的构造及节理不发育裸巷有大构造及节理发育喷浆或锚喷服务年限长或永久性巷道无大的构造及节理不发育喷浆有大构造及节理发育锚喷或钢筋网锚喷三叠统文宾山组沉积岩服务年限较短无大的构造及节理不发育裸巷有大构造及节理发育喷浆或锚喷服务年限长或永久性巷道无大的构造及节理不发育喷浆有大构造及节理发育喷浆或锚喷第四系全新统:砂质层及砂质粘土层。
服务年限较短无大的构造及节理不发育锚喷有大构造及节理发育钢筋网锚喷服务年限长或永久性巷道无大的构造及节理不发育钢筋网锚喷有大构造及节理发育钢筋网锚喷或砌碹侵入岩:强硅化、硅化中细粒花岗岩,硅化隐爆角砾岩,明矾石化、绢云母化、硅化中细粒花岗岩及隐爆角砾岩服务年限较短无大的构造及节理不发育喷浆有大构造及节理发育锚喷或钢筋网锚喷服务年限长或永久性巷道无大的构造及节理不发育锚喷有大构造及节理发育钢筋网锚喷弱风化、绢云母化、明矾石化、地开石化碎裂岩石服务年限较短无大的构造及节理不发育砌碹有大构造及节理发育砌碹服务年限长或永久性巷道无大的构造及节理不发育砌碹有大构造及节理发育砌碹强风化带,软弱构造碎裂岩及第四系松散层服务年限较短无大的构造及节理不发育喷浆有大构造及节理发育锚喷或钢筋网锚喷服务年限长或永久性巷道无大的构造及节理不发育锚喷或钢筋网锚喷有大构造及节理发育锚喷或钢筋网锚喷或砌碹地开石及地开石化的岩石中含有高岭土的矿物成份,高岭土易溶于水。
地开石及地开石化的岩石在水力作用下,岩石易变松散导致围岩垮塌。
采用锚喷或钢筋网锚喷会失效,只能采用砌碹支护。
有因地开石及地开石化岩石在水力作用下,巷道压力会逐渐增大,应考虑采用圆弧拱或半圆拱形砌碹支护形式。
所以合理选择支护类型及断面形式可避免巷道垮塌事故,又可加快掘进及支护速度。
五、支护形式及其支护费用比较本方案以净断面4m×4m三分之一的三心拱断面进行方案比较,以黄金定额单价进行测算,测算费用仅为直接费,未测算辅助费。
以裸巷增加掘支工程量及掘支费用为零计,计算其它支护形式的掘支增加的工程量及增加的掘支费用。
表2:不同支护形式其增加的掘支费用情况支护类型掘进体积m3/m 掘进费用元/m 支护工程量m3/m,根/m 支护费用元/m 总费用元/m裸巷0 0 0 0 0喷浆支护d=50mm 0.54 51.06 0.54 246.90 297.96喷射钢筋网砼支护d=100mm 1.08102.14 1.08 650.6 752.74锚喷支护锚杆l=2m,d=100mm 1.08 102.14 1.0810根829.31 931.45锚喷钢筋网支护锚杆l=2m,d=100mm 1.08 102.14 1.08 10根986.10 1088.24砌碹支护(素砼)d=300mm 3.36 317.76 3.36 1184.431502.19从上述二表中可看出,表1可以直接指导选择支护形式,避免可用喷浆或锚喷支护的井巷采用砌碹支护,也可避免应采用砌碹支护的巷道却采用锚喷支护。
表2可看出选择合理的支护形式,可大大降低掘支成本。
因此,合理选择支护形式,为紫金山金铜矿降低掘支成本起着指导作用。
六、结论及存在的问题本文根据紫金山金铜矿的岩性及工程地质情况进行分析,对紫金山金铜矿巷道支护类型及断面形式的选择有直接指导意义,也可为紫金山金铜矿降低投资成本有明显的成效。
但掘进时必须预知岩性、节理发育情况及构造情况,因此对紫金山井巷地质编录显得尤其重要。
只有矿山地质工作做好,才能在设计巷道时,根据岩性正确选定巷道支护类型,达到降耗增效的效果。