新型支护技术在动压影响巷道的应用
动压下的巷道掘进与支护技术探析
动压下的巷道掘进与支护技术探析摘要:突然的动压现象不但会造成煤岩体的振动与破坏,还可能使巷道垮塌,支架、设备损毁,甚至发生重大的人员伤亡事故,因此必须引起矿井工作者的充分重视。
本文以笔者参与施工的实际工程为例,介绍了动压下的巷道掘进施工控制要点。
关键词:动压巷道掘进施工锚网支护1 引言以实现某矿采区通风为建设目的的辅助进风巷,其断面呈矩形,宽4.6m,高 3.6m,预测该工作面绝对瓦斯涌出量为0.63m3/min~1.13m3/min,煤尘具有爆炸性,煤层无自燃发火现象,顶压、侧压明显,水文地质条件相对复杂。
工程中以锚网支护作为掘进支护手段,并采用EBJ-120型掘进机割煤、出煤,MQT-130型风动钻机及ZMS-60型风动煤钻打眼安装锚杆,机械式扭矩放大器紧固锚杆施工。
2 动压巷道对掘进施工的影响煤矿巷道掘进及开采过程中,常存在着高应力下积聚着大量弹性能的岩体在一定条件下突然释放能量,发生破坏、冒落与抛出等明显动力效应的煤矿动压现象。
突然的动压现象不但会造成煤岩体的振动与破坏,还可能使巷道垮塌,支架、设备损毁,甚至发生重大的人员伤亡事故,因此必须引起矿井工作者的充分重视。
根据动压生成的不同机理可将其分为冲击矿压、顶板大面积来压与煤及瓦斯突出等三种形式。
以冲击矿压为例,其一般是指聚积在矿井巷道和采场周围煤岩体中的能量突然释放,在井巷发生爆炸性事故,产生的动力将煤岩抛向巷道,此时顶板可能有瞬间明显下沉,但一般并不冒落;有时底板突然开裂鼓起甚至接顶;常常有大量煤块甚至上百立方米的煤体突然破碎并从煤壁抛出,并可能引起瓦斯、煤尘爆炸、火灾以及水灾,干扰通风系统,严重时还会造成地面震动和建筑物破坏。
从生产实践经验来看,冲击矿压多发生在生产高度集中的区域,顶板大面积来压、煤及瓦斯突出则与施工技术、支护方式、现场安全管理不到位有直接的关系。
因此煤矿工作者必须得到在全面掌握动压分布及作用规律的前提下合理选择巷道开拓布置的方式、科学安排工艺程序、确保支护措施到位,并进行严格规范的施工组织和安全管理,尽可能减少动压巷道的潜在风险,以提高掘进施工的效率及安全性。
动压影响条件下底板软岩巷道支护技术研究
226软岩巷道支护,历来是矿山巷道工程的难题。
特别是煤层顶底板岩性均为软岩时,煤巷围岩变形量较大、控制难度较高,特别是巷道周边存在采掘作业面时,巷道在采动压力作用下围岩变形更为明显。
众多学者对动压影响软岩巷道支护进行研究,其中杨刚[1]以屯兰矿18503工作面巷道支护为工程背景,综合使用理论分析、现场实测以及数值模拟分析等技术手段,对软岩围岩变形破坏机理以及围岩变形诱因进行分析,并提出强化围岩稳定性及支护体系强度为核心的围岩支护方案,实现了巷道围岩变形有效控制;刘建功[2]以x辛置矿运输下山支护为例,通过理论分析构建动压影响软岩巷道围岩塑性区分布范围计算模型,并通过钻孔窥视技术验证理论计算模型,根据围岩塑性区分布范围提出通过全断面双壳锚注技术支护围岩,实现动压影响软岩巷道围岩变形有效控制。
本文以焦煤矿8505工作面回风巷围岩控制为工程背景,针对性提出动压软岩巷道围岩支护技术方案,实现了巷道围岩有效控制。
1 矿井概况 焦煤矿位于山西怀仁市何家堡乡石井村,井田面积4.339km 2,设计生产能力150万吨/年,8505工作面现主要开采5#煤层,煤层平均倾角4.6°平均厚度3.5m,直接顶为3.8~6.7m 泥岩、硬度1.5~2.7,基本顶为3.7~8.5m 的粉砂岩、硬度3.7~5.6;直接底为2.2~3.9m泥岩、硬度1.5~2.7,基本底为厚度 4.1~7.4 m 的石灰岩、岩体普氏硬度 3.4~6.2。
8505工作面回风巷沿着5号煤底板掘进,长度3200m,巷道顶底板均为泥岩,加之巷道周边采掘影响,巷道出现较为明显的底鼓、巷帮收敛变形。
对巷道围岩变形监测发现巷道水平收敛量介于150~580mm、底鼓量介于290~760mm,围岩变形量大给巷道正常使用带来制约。
矿井经过综合技术分析并结合工作面回风巷现场情况,提出采用注浆锚杆 + 表面喷浆方式对巷道围岩进行支护,通过注浆锚杆提高顶板、底板泥岩强度及抗变形能力,表面喷浆实现表面岩体裂隙封堵,解决围岩强度低、动压影响下巷道巷道围岩变形量大问题,为巷道使用创造良好条件。
动压影响下软岩回采巷道施工技术研究与实践
7月 1 5日开始采用综掘机施
避开回采工作 面 的动压 影响 , 如果确实 需要在动压 影 响下对 回采巷道 进行掘 进工作 , 必须适 时进行矿压 观
工, 并及时设置矿压测点 以及 顶板离层 在线监测系统 ,
对巷道两帮 、 板变形情况进行动态 观测 , 顶 通过观测结
测、 分析 , 出回采工作面采 动压力影 响范围以及 峰值 找 区, 合理 的避开其峰值区 , 把采动压力对巷道 的影 响降
等一系列断层施工。因此该段巷道的支护也将是施工
梁家煤矿煤 采 区 4 0 一 18工 作 面下顺 设 计 长度
80 20 年 4月份施工完毕 , 8 m,0 6 而此时位 于 4 0 18工作 面下方的 4 1 12工作面刚开始进行 回采 。随着 4 1 l2回 采工作面不断的往外推进 ,18下顺 从切眼位置往 外 40
掘 , 时巷道掘进 20 此 7 m左右 , 头停 掘时 间为 8月 2 迎 5
日, 4 0 待 28工作面回采完毕后( 回采完毕时 间为 l 0月
作者简介 : 连月照( 98 , , 科学历 , 16 一) 男 本 毕业 于山东科技大学 , 采矿工程师 , 党员 , 中共 现任龙 I矿业集团梁家煤矿副矿长。 Z : l
优越性。
21年第6 0 0 期
. 斜l 糸 瞧晨 枝
1 6 5
1 5日) 再进行下段的掘进工作 , , 在迎 头停 掘 的时间段
行破帮返修处理 , 掘进 迎头不 能按 时在 回采完毕后进
行重新 开工。两帮破坏数据见表 1 。
5 解 决方 案 为 了保证 4 0 2 6下顺施工安全 , 工作 面能够按 时成
内, 已掘进的 2 0 对 7 m段巷道进行 注浆加 固以及支设 单
采动动压影响区煤巷掘进支护技术应用
所示 。
巷道掘 进采 用 锚 网支 护 在东 庞 矿 已有 十几 年 的历 史 , 经过不断发 展与 改进 ,锚 网支 护技术 已经 日趋完 善 ,并 积 累了许多成 功的经 验 。为缓 解 采掘 接替 紧张 局面 ,采 用先 掘 2 2 上巷 后采 2 1 采 面 ,即先掘 后 采的 方式 , 目前 21 2 7综 东庞矿 尚属首次 ,这样 势必造成 2 2 2 1上巷在 掘进过 程 中围 岩原始应力破坏 与 2 1 27面侧 向支 承压力形 成压力 叠加 ,使 2 2 上 巷采 动动压影 响区 围岩变形增 加。巷道 采 用锚 梁 网 21 与锚索 联合 支 护 技 术 ,有效 的 控制 了巷 道 围 岩变 形 ,为 22 2 1面提前安装 创造条件 ,保证 了矿 井 的原煤 生产 ,取得 了显著的技术效果和经济效益 。
与 顶帮 锚索 联合 支 护技 术 ,既 防止 了顶板 岩层 相互 错 动 、
离层 ,提 高岩层 的抗 剪 能力 ;又 能有 效 的控制 两帮 的相对 变形 ,提高 围岩的稳定性 。
点 正是淹井 前 2 1 作面采线位 置 ,采空 区稳定期 已过 半 27工
年 ,基本稳定 ,可采用正常锚 网支护 ;外 段掘 进与 2 1 2 7工
范 围: 自北 F 断 层处 以里 10 3 m。支 护要 求 :①顶 部
采用  ̄2 mmX 40 b 2 2 0 mm等强度 螺 纹钢锚 杆 6根 支护 ,排 距 为 70 m;帮锚杆 间排距 不超 过 6 0 m X6 0 m,上帮 使 0m 0 m 0 m 用 中1 40 3钢 加 长 帮锚 杆 ,下 帮使 用  ̄1 mm X 6X 0 mm A 2 6 10 m 3钢帮锚杆 ,全断 面铺 H钢 带梁 ,顶 帮均铺金 属 80 m A 网。②采用直径 中1 .4 m顶 、帮锚索 加强支 护 防止顶 板 52m 离层 ,控制两帮变形 ,帮锚 索长 4 5 . m,每孔 三卷 Z 30树 26 脂药卷锚 固,预紧力不低于 1 0 N 0 k 。按 15 2 . m X m间排距打 帮锚索加强支护 ,靠上一根距顶 10 m 0 0 m;顶板 采用两排 锚 索加强支护 ,顶锚索各距巷 中 1 m按 2 m排距及 时施 工。顶 锚索长 85 . m,每孔一 卷 ¥ 30和三卷 Z 30树脂药卷锚 固 , 26 26 预紧力不低于 1 0 N,如图 2 示。 3k 所
深部受动压影响下开拓巷道锚网联合支护探讨
被严 重 破坏 , 为保 证 巷道 的 正 常使 用 , 得 不进 行 反 复 的 不 多次 套 修 , 而造 成较 大 的 经 济损 失 , 对 安 全生 产 构 成 从 并
一
该有 满足 动压 变 形 影 响 的让 压 空 间 , 以提 供 一 定 的支 护 变形 , 释放 矿压 , 并要 保证 支 护 体不 被 压 坏 。从 这样 的意
大 , 附近 的 巷 道 破 坏 性 较 大 , 往 造 成 巷 道 底 鼓 量 在 对 往
l0 m O 0 m左 右 , 帮 挤 近 量 在 2 0 m 以上 , 道 支 护 体 两 00 m 巷
3 1 支护 设计 理 念 . 从矿 压 的角度 分 析 , 动 压影 响 的巷 道 , 支 护 上 应 受 在
综 合上 述分 析 , 以得 出 : 回 采工 作 面近 距 离 的 开 可 与
拓巷 道 不适 于 采 用 锚 喷 或 架 设 拱 形 棚 子 支 护 , 探 求 新 应 的支 护形 式 , 以满 足采 动 动压 对开 拓巷 道 支护 的要 求 。 20 0 9年 开拓 施 工 的 0 4 回风 巷 将 与 T 4 3回 采 工 04 .9 作面 立交 。0 4 0 4回风巷 位 于矿 井南 翼 十二 水 平 至 十 四水
第 4期 21 0 1年 1 月 2
水 力采 煤 与管道 运输
HYDRAUL C C I OAL MI NG & P P I RANS 0RTA 0N NI I EL NE T P T1
No 4 .
Dec 2011 .
深 部 受 动 压 影 响 下 开 拓 巷 道 锚 网 联 合 支 护 探 讨
一
王 晓 东
( 开滦 ( 团) 限 责任 公 司唐 山矿 业分公 司 河北 唐 山 0 3 0 ) 集 有 60 0
动压作用下软岩巷道支护技术研究及应用实践
蔗 科技
21年 期 0 第6 0
动 压 作 用 下软 岩巷 道 支 护技 术研 究及 应 用 实 践
陈艳梅
( 徐州矿务 集团张双楼煤矿 , 江苏 沛县 211) 26 6
摘
要 针 对煤矿深部水平软岩巷道围岩力学性质及膨胀特征, 通过现场测试对巷道稳定性 的力学效应、 受采 动影响时围岩的应力变化进行
配合单体支 柱 向工作 面一端顺 序架 设走 向棚 支护 顶 板。待煤机 以上超前棚施 工结束后 , 煤机 继续 向下 运 行, 直至按上述方法施工至 5 5架处。工作面正常施工
超前棚后 , 再向前施工一峒。第二次施工时 , 先在煤壁 侧掏一腿窝 , 宽度距运输机铲煤 板不小于 10m 采 4 0 m, 用一根 ( 0 60 m半 圆木配合 3 1m单体 支柱 , } 0X 0 r 2 1 a .5 在第一次施 工的走 向棚梁 两边打一 临时带 帽点柱 , 替 掉原棚梁及支柱 , 采用 l# 字钢配合 D 15单体支 15 2 W3 . 柱在第一峒支 护处套设一 棚 , 支柱支设在 煤壁侧梁 端
3 软岩 巷道底 鼓
帮组成一个不可分割 的系统。支承压力通过两 帮传递 给底板 , 两帮岩体在 向巷 道 内移 动的同时挤 压破碎底
板岩层 , 引起破碎岩体 之间 的滑移 、 胀 , 而引起强 剪 从 烈底鼓 , 同时加剧两帮的破坏。顶板软弱下 沉 , 帮向 两 巷道 内移动 ; 帮软 弱 , 以承受 顶板 传递 的支 承压 两 难 力, 导致顶板下沉 , 两帮向巷道 内移动 。顶板与底板 的 相互作用通过 两帮传递 , 当顶板为软弱岩层 , 帮产生 两
张双楼煤矿巷道 中, 大多数 的巷道受到 采动影 绝 响, 尤其随着开采深度 的不断增 加 , 动压 的影响下 , 在 巷道强烈底鼓 变形 , 围岩难 以控制 。因此 , 开展软岩动 压巷道 的支护技术研究及应用具有十分重要的现实意
锚杆、锚索联合支护在采场动压区的应用与实践
工 程 技 术
锚 杆 锚 索联 合 支护 在 采 场 动 压 区的应 用 与实 践
张 连 忠 ( 开滦 集 团荆各 庄矿业分公 司
要 : 绍 了在受采场 动压影响的巷 道 内采 用锚杆 . 索联 合支护技术 , 介 锚 有效 的控制 了围岩变 形, 并通过对现 场的矿压观 测结果分析 ,
形 量 。2 采 用锚 索 支护 , () 主要 是将 锚 杆支 护 形 成 的次 生 承 载 层 与 围岩 的 坚 固承 载 层 相
() 1因该 工作 面 掘进 时 除 了要 受 到 初次 开挖 地 应 力影 响之 外 , 受 到3 2 B 采 工 还 34 综 作 面 回 采 动 压 的 影 响 。 防 止 两 种 应 力迭 为
X8 0 0 mm , 长 锚 固 , 根 锚 杆 采 用 l 加 每 卷 及 顶底 板每 隔 8 m布置 一 个 固定的 测 点 , 0 测 K2 3 树 脂锚 固剂 和2 2 3 树 脂 锚 固剂 。 33 卷Z 3 3 定 巷 道 的 两 帮 内 挤 量 、 板 下 沉 量 、 臌 顶 底 顶 () 顶 部用 两趟 中l . 4×6 0 mm锚 索 进行 加 量 、 底板 移近 量 等 参数 。2 巷 道顶 板 离层 2 5 00
3. 2巷道上 帮支护 采 用4 规格 为 中2 根 2×l 0 mm右 旋 等 60 5. 2观 测结果
一
水 平 应 力为 最大 应 力 , 上 顶板 岩石 强 度 加 且 顶 剂 。 道 下 帮 支 护 : 用 3 规 格 为 中 l 大于 两 帮 煤 强 度 , 顶板 支 护 强 度较 大 , 巷 采 根 6× 1 0 mmA3 锚 杆 加 1 0 m m长 用 中 1 r m 板 的下 沉 量 较 小 , 根据 现 场 情 况 , 道底 60 钢 70 0 a 且 巷 ( ) 用 锚 杆 支 护 , 以 减 少 围岩 浅 部 1采 可 的扩 容 变 形 能 力 。 高应 力 或 采 场 动 压 的 钢 筋 焊 接 的 梯 子 梁 框 , 形 金 属 网联 合 支 鼓 表 现 明 显 , 底 板 的 移 近 量 主 要 是 因为 在 菱 顶 作 用 下 , 容 变形 是 不 可能 完 全 阻 止 的 , 扩 通 护 , 间排 距8 0×8 0 0 0 mm, 加长 锚 固 , 根锚 巷 道 底 鼓 造 成 。 每 卷 2 3 树脂 锚 固剂 和 1 Z 3 3 卷 2 3 树 5 3效 果分析 . 过 锚 杆 、 索 联 合 支 护 可 以 有 效 地 加 固 锚 杆 采用 l K 3 3 锚
强烈回采动压影响下锚网巷道让压锚杆支护技术
时满足巷 道的安全 使 用 , 决 动压 巷 道 的大 变形 问 解 题, 并进一 步完善 动压巷道 支护理论 。
l . 1M a 泥岩 之上为 3 9 厚 的砂岩 老顶 , 向 3 7 P ; .7i n 单 抗 压强度为 6 . a 煤 层 之下 为 0 8 n厚 的 泥 6 7MP ; . 4I 岩 直接底 , 色 、 状 , 黑 块 泥质 结 构 , 含植 物 化石 , 口 断 不平 坦 ; 老底 为 细粒 砂 岩 , 2 5 I灰 黑 色 , 厚 .6 1, T 中厚 层状 , 水平层 理 , 石英 为主 。
3 锚杆 安装应力 达 到 3 . N以上 ( ) 9 2k 即安 装 力 矩按 3 0N ・T控制 ) 0 1 I 。 2 2 支护材 料和支 护参数 .
剂 3 5 , 0~ 0s中途不得 间 断 ; ④最 后利用 风动 扳手 拧
紧螺母 , 装力矩 不小 于 3 0N ・ 安 0 m。
摘
要: 随着资源逐渐枯竭及村庄搬迁工作的难度 , 动压掘进 已成 为大 多数 矿井不可避免 的现实 , 无疑 这
给巷道的支护带来较大 的困难。漳村煤矿通过优化设计和施工工艺 , 采用让压锚杆支护方式 , 证了巷道 保 使用的安全性和支护的可靠性 , 达到 了较好 的效 果 , 为井下 同类 型巷道的施工 提供 了一 种很好 的借 鉴方
布置, 总长 1 1 埋 深约 3 0~ 0 见图 1 2m, 4 2 4 0 m, 。
动压巷道围岩控制支护技术探讨
动压巷道围岩控制支护技术探讨动压巷道是大型水电站、地铁等地下工程的重要建筑,其围岩控制支护技术显得尤为重要。
该技术的核心思想是,在施工过程中采取合理的支护措施,确保围岩稳定性和施工安全。
动压巷道的围岩控制支护技术主要分为以下几个方面。
1. 预测地质和人工探测:动压巷道施工前,需要对工程区域的地质情况进行综合分析及预测。
同时,应采用超声波、钻进等人工探测手段,对地质构造、岩石性质、裂隙、断层等进行详细测量,以充分了解工程的局部地质情况。
2. 选择合适的支护方式:根据地质情况的预测结果,制定合适的围岩控制支护方案。
针对岩层控制,可采用锚网梁框架支护、锚索喷锚支护等方式。
而对于土层控制,在草率采用钢支撑或者钢材架构等手段时,应慎重考虑,以防止因错切裂缝扩张而导致工程质量问题。
3. 落后支撑技术的改进:对于一些老旧动压巷道,其支撑技术很可能已经过时,特别是在环保、节能、安全、稳定等方面上。
在这种情况下,采用新的技术手段也就显得尤为重要。
4. 应用新型材料:随着科技的飞速发展,新型材料的推广使用也逐渐成为了现实。
在动压巷道的围岩控制支护技术应用方面,新型材料的应用可以大大提高控制效果和施工效率,如超高强度钢筋、预应力钢筋等。
5. 现场监控和管理:除了落实好前期的支护方案之外,也需要在施工的过程中进行现场监测和管理。
定期检查围岩的状态,及时发现和解决问题,在施工过程中做到人工监控和自动监控结合,以确保施工质量和工程安全。
动压巷道的围岩控制支护技术是一个复杂而且综合性很强的问题。
只有在多方面的考虑以及因地制宜的应用下,才能够达到良好的控制效果,保障工程的安全和质量。
深部受动压影响下开拓巷道锚网联合支护技术探讨
深部受动压影响下开拓巷道锚网联合支护技术探讨摘要:本文主要研究了开拓巷道在受到近距离煤层采动动压的影响下,开拓巷道采用锚索加锚网的联合支护的设计方法和效果。
这样的联合支护技术的使用拓宽了锚杆支护在开拓巷道的适用范围。
除此之外,该支护设计方法也可以在类似情况的特殊地段使用。
关键词:锚索锚杆应力联合支护技术1引言一般的老的煤矿,常常出现开拓巷道施工后回采工作面从其上方采过的现象。
回采工作从巷道上方通过后,由于采动动压的影响,对回采工作面下方的巷道矿压显现非常明显,常常造成巷道两旁严重的变形和破坏,甚至导致巷道不能用。
这就严重影响到煤矿的正常生产和安全。
所以,为了保证煤矿的安全生产,工作人员不得不对巷道进行治理。
大量的资料显示:与回采工作面近距离的开拓巷道是不适于采用锚喷或架设拱形棚子支护,为了满足采动动压对开拓巷道的需求,我们应该寻找新的支护形式,同时保障煤矿的安全运行。
2支护的情况分析笔者对大量的煤矿进行过近距离的勘察,在这些研究当中,发现从过去的采煤开拓巷道采用锚喷或架棚支护的破坏情况看,锚喷巷道大多都出现了非常严重的爆浆现象。
也就是说虽然锚喷支护是主动的支护,但是让压的空间不是特别大。
另外,架棚巷道绝大部分出现了架棚由于受到过大的压载产生了严重的变形,其扭曲的程度很大,有的甚至还出现了抽冒,这就进一步说明可缩性拱形棚的支护强度不够,虽然它有一定的额外让压空间。
支护的情况处于不利于工作安全,这就要求我们投入更多的精力和财力来改变现有的状况。
这不仅仅是技术人员的探索问题,更是涉及到煤矿工人生命财产安全的问题。
根据过去的直呼被破坏的情况和经验以及目前存在安全隐患的生产状况来看,就要求技术人员在与采煤工作面立交的巷道在支护形式和技术上有所新的突破与发展。
目的就是创新出一种既可以有较强的支护强度,又可以有足够的让压空间,以满足当前情况的需要,扭转我们所处于的被动局面。
3支护的设计设计原理:从矿压的方面进行研究,受到动压影响的巷道,在支护设计上应该有满足动压变形影响的让压空间,位的就是提供一定的支护变形。
动压影响条件下底板软岩巷道支护技术研究
[ 摘
0 引 言
我 国很多矿区在巷道布置时 ,为改善巷道的
破坏的主要原因有以下三个方面 :①巷道围岩强
度 较 低 。一 6 7 0m轨 道 大巷 实 际埋 深 在 70m 左 9 右, 由于 巷 道埋 深 较 大 , 致 巷道 围岩 压力 较 大 , 导
维护状况、防止煤层 自燃发火 、减少护巷煤柱损 失、 保证 安全 生产 , 主要 大 巷和采 区上下 山及 区段
巷 道 两帮 首先成 为 结构失 稳 的突破 口 ,并 随着 两 帮 的失稳 破坏 ,造 成顶 板承 载结构 的承载 能力 难
特征 , 如强度减小 、 流变等特点 ] 以。
1 工程地质条件
淮北某矿 一 2 70 m南翼轨道大巷布置 在煤层
底 板 岩层 中 , 二水 平生 产 的咽喉 要道 。 是 巷道 实 际
集中巷都布置在围岩较稳定 的底板岩层 中。受巷 道上方工作面的采动影响 ,巷道 围岩应力超过围
岩强 度 , 致 围岩破 裂 、 导 强度 弱 化 , 现 出软 岩 的 表
矿压显现较剧烈 。地应力测试结果表 明,70m 一 6 轨 道 大巷 最大 主应 力 为 4 .MP , 向 2 93, 1 a方 0 2.。中
2 1 年第 2 01 期
d i 03 6 /is.6 2 9 4 .0 10 .2 o: .9 9jsn1 7 — 9 32 1,20 1 1 .
能 源 技 术 与 管 理
5 3
动压影响条件下底板软岩巷道文护技术研究
武勇锋 - , 魏垂胜 z
(. 1 中国煤炭科工集团 武汉设计研 究院 湖北 武汉 4 0 0 ;. 30 0 2 中国矿业大学 矿业工程学院 , 苏 徐州 2 1 1 ) 江 2 l 6
深部动压影响巷道变形规律及支护技术研究
2 7期
张海庆 , : 等 深部 动压影响巷道变形规律及支护技术研究
目 u咖 /
6 8 69
面 回采 和 己 1 . 0 0工 作 面 回采 巷 道掘 进形 成 “ 52 4 2 对 头 ” 业 如 图 1 示 。“ 头 ” 作 所 对 掘进 致 使 己 1—24 5200 工作 面风 巷 及 风 巷 高位 巷 , 形 严 重 , 前 应 力 集 变 超 中系 数将 达 到 2~4倍 , 部 地 段 发 生 冒顶 , 迫 重 局 被
己1 5煤层 厚 度基 本 稳 定 , 构 简 单 , 光 亮 型 结 半
焦煤 。煤 厚 度 一 般 在 3 2~3 9m 之 间 , 均 3 6 . . 平 .
2 1 年 6月 3 日收 到 01 0
m。煤 层倾 角 一 般 在 1 。~2 。 问 , 均 2 。 呈 西 7 5之 平 2,
巷道 维护 问题 已成 为 制 约 生 产 的 主 要 环 节 。 为 了 合理 布置 巷道 , 可 能减 少 相 邻 开采 形 成 的侧 支 承 尽 压力 对下 区段 巷道 的影 响 , 八 矿 特定 复杂 条 件 下 对
的深 部 动压影 响巷 道 矿 压 显 现进 行 观 测 , 提 科 学
●
●
I
亘
寇
第一作者简介 : 张海庆( 9 1 ) 男 , 17 一 , 河南林州人 , 煤八矿 总工 程 平
师 , 究方 向: 井通风管理。 研 矿
缓东 陡之趋 势 。 己 1 、7煤 层位 于 己 1 6l 5煤层 下 部
2 左右 , 均 煤 厚 1 5 m。己 l 、72 0 0工作 4m 平 . 6 1 —2 2
中图法分类号
己1 —2 4 机巷高位巷 200 5
深部受动压影响下开拓巷道锚网联合支护技术探讨
在 破 坏 区 内形 成 次 生 承 载 结 构 , 锚 索 将 锚 杆 支护 形成 的 次生 承 载 层 与 围 岩 关 键 承 载 层相 连 , 提升次承载层的稳定性 , 从 而 提 高
围岩 的 整 体 强 度 ; 动 态 信 息 的 设 计 有 很 多 优点 , 如 符 合 井 下 巷 道 围 岩 的 复 杂 性 以 及
看, 锚 喷 巷 道 大 多 都 出现 了非 常 严 重 的 爆 锚网素 耦合 支护 设计 : 锚 杆 支 护 设 计 浆现 象 。 也 就 是 说 虽 然 锚 喷 支护 是 主 动 的 ( 锚杆 长 度 、 锚 杆 间排 距 ) , 锚素设计( 锚 索 长
支护 , 但是 让压的空 间不是特别 大。 另外 , 度、 锚素 排距) 。 支护参 数 的确定 : 通 过 采 用 极 限 平 衡 架 棚 巷 道 绝 大 部分 出现 了架 棚 由 于 受 到过 大 的 压 载 产 生 了严 重 的 变 形 , 其 扭 曲 的程 法 对 锚 杆 支 护 进 行 审 计 , 得到计算结果 , 同 度很大 , 有 的 甚 至 还 出 现 了抽 冒 , 这 就 进 一 时 结 合 国 内 的 锚 杆 支 护 实 际 情 况 , 选用 匹
护效果 的。 也 就 是 在 正 常 的 进 行 锚 杆 支 护
合 支护 可 以 有效 的 抑制 关 键部 位 的 产 生 。 锚 杆 支 护技 术之 所 以 比 其 他 形 式 的 支 护 技 术
பைடு நூலகம்
变形和破坏 , 甚至导致巷道不能用。 这 就 严 后 , 还要进行 第二次的 支护 , 即锚 索 加 固 。 要好 , 主要 还 是 因为 此 支 护技 术 体 系 强化 了 重 影 响到 煤 矿 的正 常生 产 和 安 全 。 所以 , 为 根 据一 些矿 产 公 司 回 采 工 作面 动 压 显 现 的 围岩 的 强 度 , 它可 以充 分 发挥 围岩 的 支撑 能 了保 证 煤 矿 的 安 全 生 产 , 工 作 人 员不 得 不 具 体 情 况 和 支 护 设 计 方 法 的 理 论 计 算 方 力 , 并且 有效 地 控 制 了顶 板 的变 形 量 。 破 碎 对巷道进行治理 。 大量的资料显示 : 与 回采 法 、 工程类比法 、 监 控 设 计 法 以 及 集 这 三 种 工 作 面 近 距离 的开 拓 巷 道是 不适 于 采 用锚 方 法 的设 计 优 点 , 结合井下现场监测 、 信 息
受邻近工作面回采动压影响的巷道锚杆支护技术研究
3煤位于山西组中下部 ,属稳定可采煤层,该
工作 面煤 层 总厚 平 均 63 . m。根 据 井 下 实 测 ,煤 层 单轴 抗压强 度平 均在 7 a左右 。煤 层 直接 顶 为灰 MP 黑色 泥岩 ,厚 13 . m,块 状 性 脆 ,含 云母 ,平 均单 轴抗 压强 度 1.MP ;基 本 顶 厚 度 为 1m 的 泥质 37 a 2 砂 岩 ,黑灰 色性脆 微含 云母 及大量 植物 化石 ,平均 单 轴抗 压 强度 2 a 1 MP ;基本 顶 之上 为 34 . m厚 的粗 砂 岩 ,灰色 ,厚层 状 ,发育斜 层理 ,含 煤屑 ,以石 英 为 主 。巷 道直 接底 为 2 1m 的细 砂 岩 ,灰 白色 , .3 细粒 内含黑 云母 ,单 轴抗 压强 度 6 MP ;老底 为砂 6 a 质 页岩 ,厚 25 m,深灰色 ,致 密 ,含黑云母 及 植 .5 物 化石 ,单轴 抗压 强度 为 3.7 a 67 MP 。
If e cd b y a cMii gP es r f j c n nn a e n u n e yD n mi l nn rsu eo a e t i gF c Ad Mi
漳村 煤矿进 入 二水平 开采 以来 ,由于产 量 的增 加 和村庄 搬迁 等因素 的影 响 ,造 成采 区接 替非 常紧 张 ,不得 不在 同一采 区 内相 邻工 作 面回采 与掘进 同 时进行 。漳村矿 二 水 平 20 11工作 面 回风 巷 曾在 巷 中 1m) 5 。其 中回风巷 沿 3 煤 层底 板 掘进 ,瓦排 巷 沿顶 板掘进 。工 作 面埋深 在 34~ 8 m。 4 35
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维普资讯
总第 7 5期
煤
矿
开
采
20 0 7年第 2期
锚喷网支护技术在加固动压巷道中应用
锚喷网支护技术在加固动压巷道中应用某煤矿四、五采区运输大巷,受206采区+220区段采面采动动压影响发生严重变形,曾多次进行扩刷,并采用U29型钢棚支护,但仍无法阻止巷道严重变形,给安全生产带来一定的影响。
最后决定采用锚喷网支护技术进行加固,取得了较好效果。
一、动压巷道破坏机理动压或动压力指由于矿山开采活动所形成的各种集中压力,包括回采工作面超前集中压力、顶板垮落集中压力,一侧采空的单侧煤柱压力,两侧采空的双侧集中压力,以及其它叠加压力。
动压巷道泛指经受采动影响的井下巷道,其特点表现为:巷道所处的矿山压力稳定状态受到采动影响,打破了围岩原有稳定性,导致围岩应力再次或多次重新分布,原有的静压状态下的稳定平衡被打破,围岩发生显著变形、位移和压力增大,需要经过应力重新分布达到新的平衡后,巷道围岩才能重新稳定下来。
如果巷道的支护不能适应采动影响带来的应力变化,或者没及时采取相应的加固补救措施,则巷道将受到不同程度的破坏,或断面变形,或围岩松动失稳,甚至片帮、冒顶,严重影响巷道的正常安全使用。
二、锚网喷支护机理锚喷网支护既能充分发挥锚杆作用,又充分发挥喷射混凝土的作用。
同时网使围岩表面破碎圈完整化,使喷层平整均匀,增加抗弯、抗剪能力,并具有较高柔性和较大的允许变形量。
锚喷网支护突破了传统旧的支护形式和支护理论,不是消极地支护已松动的围岩,而是主动地保持围岩的完整性、稳定性,控制围岩变形、位移及裂隙发展,充分发挥围岩自身的支承作用。
即以护为主,以支为辅,是加固松动圈而不是支护松动圈的一种较为合理且适用断层破碎带不稳定岩石的一种支护形式。
1锚杆作用通过锚杆的挤压加固作用,在围岩中形成一定厚度,均匀地连接压缩带,即挤压加固作用,它不仅能保持自身稳定,即锚杆-围岩共承载组合拱,而且能够承受地压,阻止上部围岩的松动和变形。
2喷射混凝土作用(1)及时封闭围岩,加固阻止风化作用,提高围岩强度,同时防止因水和风化作用造成围岩破坏与剥落。
浅谈巷道动压对巷道支护的影响
浅谈巷道动压对巷道支护的影响【摘要】着重分析受采动影响的工作面压力显现规律,指出晓南矿在生产过程中巷道动压的产生对原有巷道的影响,并提出了相应的支护措施。
【关键词】巷道;动压;支护1.概述1.1矿井基本概况晓南矿于1980年9月28日建成投产,原设计年产量90万吨,1990年9月25日,矿井改扩建为150万吨现代化大型矿井,2004年正式核定生产能力214万吨,目前年产量在210万吨。
现已延深到二水平。
由于多年回采、采空区叠加的动压影响,直接造成巷道支护和维护十分困难,因此,解决动压巷道的支护问题成为该矿势在必行的任务之一。
1.2矿井压力显现特点巷道在掘进过程中,多数处于原始应力场中的静压状态,当采面形成并进行回采后,破坏了原来的应力平衡状态,改变了原岩应力场中的静压状态,应力值突然增大,引起岩体内应力的重新分布,巷道原有静压状态下稳定平衡被打破,围岩发生显著变形位移和压力增大,需要经过应力重新分布达到新的平衡,巷道围岩才能重拳稳定下来。
因此,如果巷道的支护不能适应采动影响带来的应力变化的情况,或者不能及时采取相应的加固补救措施,则巷道会到不同程度的破坏、或断面变形、或围岩松动并失去平衡和稳定作用,影响巷道的正常使用。
2.矿山压力的显现规律2.1矿山压力的主要影响因素首先是地质因素:一般来说,软岩的强度低,受力后容易产生变形和破坏,岩层的层理、节理发育,对其强度影响极大,开掘时容易发生冒顶;其次是开采深度:上覆岩层重量大,形成的支承压力就越大,在开采过程中,矿山压力显现明显;三是煤层倾角:生产实践证明,煤层倾角越小,矿山压力显现大,反之,矿山压力显现稍小;四是生产因素:生产因素是人为的,主要表现在巷道位置、支护形式、开采顺序、工作面推进速度和控顶方法等。
2.2回采工作面集中区压力分布特点在煤层中开掘切眼后,位于切眼上方岩石的支撑点发生移动,上部岩层的重量将向巷道两侧转移,使两侧负荷增加,形成集中压力,在集中压力的作用下,煤帮破坏变形,承载能力降低,高峰压力即向煤帮深部转移,其抗压强度也逐渐增加,支承压力也随之形成,在采空区上覆岩体的重量转嫁于采区四周,形成了各种状态的集中压力带。
煤矿巷道支护技术的研究与应用
煤矿巷道支护技术的研究与应用【摘要】本文介绍了煤矿巷道支护技术种类,分析了当前煤矿巷道支护现状与存在的问题,重点阐述煤矿巷道锚杆支护技术的应用。
实践表明,锚杆支护已经成为我国煤矿巷道首选的、安全高效的主要支护方式,在煤矿巷道掘进生产过程中发挥着重要的作用,十分显著的提高了巷道支护效果,保证了采煤工作面的安全、快速推进,并有效地促进了煤炭产量的大幅度增长。
【关键词】煤矿巷道支护锚杆支护1 煤矿巷道支护技术的种类煤矿巷道支护技术可分为多种,按照支护对围岩的作用方式来划分,可将其分为四种:首先,一种是可以改善巷道围岩力学性质的;一种是作用在巷道围岩表面的;一种是同时作用在巷道围岩表面和围岩内部的;一种是降低巷道应力的。
其中,砌碹支护技术就是属于作用在巷道围岩表面的支护技术,也是一种应用很早的技术,目前一些矿井中仍然在使用,但一般也只能用于特殊巷道和硐室。
棚式支护曾经在煤矿巷道中占有主要的地位,被广泛应用,但随着矿井的不断加深和地质条件复杂性的提升,其逐渐被锚杆支护所代替。
锚喷支护性能优越,是首选的岩巷支护技术,同时锚杆支护技术也成为了主要的支护方式。
应力控制技术属于能够降低巷道应力的支护技术,但由于其复杂性,并未得到广泛的应用。
当前应用最为广泛的还是锚杆支护技术。
2 当前煤矿巷道支护现状与存在的问题2.1 锚杆支护技术发展状况就目前看来,我国的不少煤矿开采的深度已达到1000余米之上,不仅仅开采深度大,而且地质构造及其复杂,存在矿井灾害发生的可能性,给煤矿的开采带来了很大的困难。
但在不断地技术改革和大量的资金投入,新型的技术和材料被应用到巷道支护中,为煤矿巷道支护技术提供了很大的保障。
目前,就应用范围而言,锚杆支护技术已经由稳定的岩层、静压巷道、全岩巷道发展到了松软破碎岩层、动压巷道、采区煤巷;就锚杆的种类而言,也有了很大的改善,从木锚杆发展到了多种多样的金属锚杆;就支护形式而言,锚杆支护的形式由单一的锚杆支护发展到现在的锚网带及锚索等多种方式联合支护。
受强动压影响煤巷锚杆支护技术
受强动压影响煤巷锚杆支护技术摘要:本文探讨了煤巷锚杆支护技术在受强动压影响下的改进措施。
经过分析,发现采用合理的锚杆支护技术可以增加煤巷稳定性,同时降低发生坍塌的可能性。
研究结果表明,适当的锚杆支护技术可以显著提升煤巷的可靠性并减少发生小型凹陷的可能性。
关键词:煤巷;锚杆支护技术;受强动压影响;稳定性正文:随着煤炭行业的迅猛发展,针对地形复杂、施工困难的煤巷,采用合理的支护技术是解决防护问题的关键。
锚杆支护技术是一种常用的支护技术,它可以增加煤巷稳定防护效果。
受强动压影响下,煤巷岩体易出现坍塌、延伸变形等现象,严重威胁高速煤巷的安全及正常运行。
本文以某工程实例为例,对煤巷锚杆支护技术在受强动压影响下的改进措施进行了研究。
通过强动压作用的模拟、岩体力学参数测试、支护配置方案设计等,为其他煤巷支护技术的改进提供了参考依据。
研究结果表明,采用合理的锚杆支护技术可以有效提升煤巷的稳定性,同时降低发生坍塌的可能性。
在施工过程中,正确地选择锚杆的型号、规格以及支护布置是很重要的。
型号应考虑锚杆的类型,并且要求具备良好的抗拉力、抗压力和抗剪力,以确保锚杆的最佳使用效果。
规格则要根据挡块、碴石、回填以及支护布置的要求来确定。
为了提高支护的效果,锚杆的布置应根据实际情况来决定,如煤巷的断面尺寸、岩性以及支护方式等,这样可以有效减少支护带来静荷和动荷的影响。
此外,要注意承受强动压的煤巷,应该做到支护层分层搭建,以提高煤巷的防护能力。
除了采用合理的锚杆支护技术外,还可以采取进一步的措施来提高煤巷的稳定性,比如采用封闭式支护或复合支护,可以有效减少强动压的影响,减缓煤巷的凹陷程度,以减少可能发生的不良后果。
此外,在受强动压影响的煤巷中,应该增加监测措施,定期检查煤巷稳定性,及早发现隐患,及时提出防治措施,以提高煤巷的可靠性。
总之,受强动压影响的煤巷锚杆支护技术的改进措施,对于提高煤巷的稳定性以保障高速煤巷的安全及正常运行是非常重要的。
锚网支护在全煤动压回采巷道中的应用
煤与小煤柱均在破碎 区 内, 承载 能力较小 , 而新 的工 作面采放时 , 形成超前支 承压力 , 在超前支 承压力 的 作用下煤柱进 一步 压缩 破坏 , 使 顶板 再一 次发 生 断 裂, 巷道压力及 变形 量 急剧增 加 , 因此 , 2 3 0 1工 作 面轨道顺 槽主要 应加强两帮支 护 ( 方式 : 提 高护表 强
度, 提高锚杆强度或缩小锚杆支护间排距 ) 。
2 . 3 锚 网支 护设 计
煤层与直接顶 结合 处或 者 煤层 表 面发 生变 形破 坏 , 由此可 以推断 , 2 3 1 0工作 面切 眼在 断 面如 此大 的 情况下 , 设计方案仍取得 了非 常好 的支 护效果 , 直 接 顶砂岩未发生离层破坏 , 仍处 于弹性 状态 。“ 十字测
互崩蒺 科技
2 0 1 3 年 第 6 期
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
锚 网支 护在 全 煤 动压 回采 巷 道 中的应 用
刘 福 祥
( 微 山崔庄煤矿有 限责任公 司,山 东 济宁
摘 要
2 7 7 6 0 6 )
为进一步提 高巷道 支护效果 , 降低 支护成本 , 改善作 业环境 , 提 高工作 效率 , 崔庄煤矿 决定在 回采巷 道 中采 用锚 网支
格4 0 0 0×1 0 0 0 m m的金属菱 形网 , 网格为 5 0×5 0 a r m,
采用规格为 3 6 0 0× 6 0× 8 m m的钢筋梯压网 ;
顶板下沉最 大 9 m m, 表 明两帮 支护 也取得 了很好 的
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( ) 压 影 响 。巷 道 掘 进 过 程 中 , 到 3 0 1 2动 受 2 5 工作面 开采 的动压 影响 。2 0 0 7年 6月 , 回采 工 作面 已与 一3 0 m水 平 东 大巷 掘 进 工作 面交 错 而过 , 0 对 支护状况 是一 次极 大 的考 验 。
在 以下 几 个 方 面 。
矿 井设 计 生 产 能 力 为 6 O万 ta 经 改 扩 建 后 达 到 /, 2 0万 ta上 部采 区资源 已枯 竭 。 目前 正 在开 采 第 1 /, 三 水平 ( 一3 0 m水 平 ) 地 面标 高 +2 0~ + 4 即 0 , 2 20 m, 埋深 5 0m 以上 , 层松 软破 碎 , 力 大 , 进 支 2 煤 压 掘
了新 型支 护技 术 , 并在 该 巷 道 成 功 实 施 , 果 良好 。 效 关键词 : 压影响; 注技术 ; 型支护; 道支护 动 锚 新 巷
中 图分 类 号 :D 5 T 33
文 献 标 识 码 : B
文 章 编 号 :0 3— 5 6 2 0 )6— 0 8— 2 10 00 ( 0 8 0 0 3 0
试验段 , 即采 用锚 网喷普 通支 护 。锚 杆 : 2 m 对 0m
旋螺纹 钢 , 长度 为 18 0mm, 0 间排 距 80 m ×8 0 0 m 0
m 端头 锚 固 , m, 1支 K 8 0树 脂 药 卷 。金 属 网 : j 25 f4 2 m m冷 拔 丝 编 织 而 成 的 网片 , L 格 4 m × 0 网孑 规 0m 4
严重。
1 巷 道 布 置 及 顶 底 板 岩 性Байду номын сангаас
裴 沟矿 一 0 3 0 m水平 东大巷 设计 长 度 18 0 I, 0 n 4 2I ×3 3m 拱 形 断 面 , . l . l 布置 在 3 2轨 道下 山东 侧 二。 层底 板 L一 L 煤 灰岩 中 , 南邻 浮 山寨 断层 , 受其 影响 , 岩性极 其破 碎 。该 巷从 3 2轨道 下 山开 口向东
岩 , 3 2m, = 。 厚 . 厂 8
( ) 比试 验 段 。在 巷 道 开 口后 做 5 长 的 1对 0m
2 巷 道 支 护 难点 分 析
裴沟 矿进 入三水 平开采 后 , 由于埋 深增 大 , 围岩
压力 显现 明显 , 3 0m水平 东大 巷还将 受到 3 0 1 一 0 2 5
工作 面 , 目前 已 由东 向西 回采 到 一 0 东 大巷 掘 30m
进 面 后 方 1 0m 处 , 段 9 01 受 3 0 1回 采 工 作 2 外 0 I T 25
3 新 型支 护 技 术 方 案 的 确 定
根 据 围岩 情 况 及 破 坏 机 理 选 择 支 护 方 式 。根 据
一
面采 动 影 响 , 段 8 0 m 将 受 3 0 1回 采 工 作 面 东 0 27 (0 0年 开始 回采 ) 21 的采 动 影 响 。采 面 平 均煤 层 厚
度 9 5 m, 接 顶 为 砂 质 泥 岩 , 3 9m, 4~ ; . 直 厚 . f= 5 底
30 m 水 平 东大 巷 不 同段 承 受 采 动影 响 的程度 、 0
郑煤 集 团 公 司 裴 沟煤 矿 开 采 二 叠 系 二 煤 层 ,
属 三软不 稳 定 煤 层 , 用 立 井 多 水 平 上 下 山开 拓 。 采
和 3 0 1综放 面不 同开采 程 度 的影 响 , 成 其 支 护 27 造 难度较 大 。开采 对巷道 围岩稳 定性 的影 响主要表 现
采动影 响后 的 围岩 移动 变形特 点和 各种支 护 的工作 特性 , 保证 巷道 的长期 支护效 果 、 从 降低支 护工艺难 度和 支护 成 本 三 方 面考 虑 , 一 0 对 3 0 m水 平 东 大 巷
各 段 采 用 不 同 的支 护 措 施 。
板砂 质泥岩 厚 9m, 4 遇 水 易 膨胀 ; f= , 其下 为 L 灰
收 稿 日期 : 0 8—0 20 9一l 8
ml i。喷 射混凝 土厚 度 10mm, l 0 配合 比为水 泥: 子 沙 : 石子 = : : . 水 灰 比为 0 4~0 5 速凝 剂 掺 量 1 2 14, . .,
为水 泥用量 的 3 ~ % 。 % 5
作 者 简 介 :王 龙 江 ( 9 3 ) 男 , 南 荥 阳 人 , 理 l 程 师 , 9 6年 17一 , 河 助 T 19 毕 业 于 大 同煤 炭 工 业 学 校 , 任 裴 沟矿 掘 进 科 科 长 。 现
( ) 承压 力 影 响 。工 作 面 开 采 后 , 工 作 面 1支 在
周边 形成 支承压 力 集 中 区 , 集 中应 力 通 过 岩层 向 该 底板 传递 , 得 底 板 岩 巷 长期 处 于 高 应 力 作 用 下 。 使
应力 集 中程度 与巷道所 在位 置与煤 层之 间的距 离有 关, 一般情 况下应 力集 中系 数在 15~ . . 3 0之 间。在
护 困难 。 一3 0 m 水 平 东 大 巷 还 承 受 采 动 压 力 影 0 响, 普通 的支 护方式 已远 远不 能满足要 求 , 必须从 技
术 上解决 这一 难题 。
这个 集 中应力 的作 用 下 , 工作 面 周 围岩 层 产 生 向采 空 区方 向的整体 位移 , 造成 巷道两 帮 内移 较大 , 鼓 底
2 0 年第 6 08 期
中州 煤 炭
总第 16 5期
图新支技在压响道应 型护术动影巷的用
王 龙江 , 宋勤发 , 王余 银 , 战超 朱
( 煤 集 团公 司 裴 沟煤 矿 , 南 新 密 郑 河 428 ) 5 32
摘 要 : 过 对 裴 沟 矿 一30m 水 平 东 大 巷 受 动 压 影 响 巷 道 破 坏 机理 的分 析 , 合 锚 、 联 合 支 护 的 理论 , 出 通 0 结 注 提