复杂条件下薄煤层开采巷道围岩控制问题及对策
煤矿井下巷道围岩破坏分析及控制对策
煤矿井下巷道围岩破坏分析及控制对策作者:樊俊豪来源:《科技资讯》2012年第24期摘要:本文通过对煤矿井下巷道围岩破坏因素进行科学的分析,提出了利用与提高围岩强度、利用注浆技术提高围岩承载能力的两个煤炭井下巷道围岩破坏控制技术,从而为安全、经济、有效、环保的解决煤矿井下巷道的围岩破坏控制提供科学的参考。
关键词:围岩破坏围岩强度注浆技术中图分类号:TD94 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)08(c)-0074-01随着我国浅部煤炭赋存量的逐渐枯竭,煤炭开采越来越趋于深部开采。
由于目前我国煤炭井工开采技术得到了长足的发展,所以冲击地压引起的巷道围岩的破坏已经成为制约煤炭生产的重要因素。
这是由于煤炭开采的深度增加以后,会导致围岩的自重压力以及冲击地压的不断增强,与此同时还有可能引发巷道围岩周围岩体的承载力,岩石软化、膨胀的情况等发生变化,常常会引起巷道周围岩体的剪应力破坏、巷道失稳等现象,造成严重的煤炭安全事故。
由此可见,如何加强煤炭井下巷道围岩稳定性已经成为现阶段我国煤炭开采领域的关键课题。
现阶段我国对于想到围岩破坏的研究仅适用于浅部开采的地质条件,不能解决煤矿井下深部开采的矿压规律以及顶板管理等出现的问题。
本文通过对煤矿井下巷道围岩破坏原因进行科学的分析,旨在提出切实有效的控制煤矿井下巷道围岩破坏的对策。
1 煤矿井下巷道围岩破坏因素分析煤矿井下开挖过程中,不可避免会破坏煤岩体的原岩应力,从而导致巷道周围的应力重新分布,既有可能引发巷道围岩的应力集中。
煤矿井下巷道主要会出现的围岩破坏情况为顶板下沉、底鼓、片帮、岩石冒落等,严重的会导致顶板垮塌、棚梁弯曲等现象。
虽然巷道是否穩定是由围岩的承载能力与承受载荷之间关系决定的。
然而巷道围岩的破坏因素却非常复杂。
经过笔者多年对煤矿巷道稳定性的研究,总结出以下几方面的煤矿井下巷道围岩破坏因素。
具体内容如下:(1)煤矿井下巷道的位置选择。
由于煤炭资源一般赋存在抗风化能力较弱、岩石孔隙性不发育的岩体中。
巷道围岩控制
巷道围岩控制
巷道围岩控制是指在地下巷道开挖过程中,通过采取一系列的措施和手段,以保证巷道周围岩层的稳定性和安全性。
巷道围岩控制是地下工程施工中的重要环节,主要目的包括以下几个方面:
1. 防止巷道塌方:采用支护结构和材料,如钢支撑、锚杆、锚喷等,对巷道周围的岩层进行支护,防止其塌方。
2. 防止岩爆和冒顶:通过喷浆封孔、锚喷、钻爆、预裂、顶板保护等措施,增强巷道周围岩体的稳定性,防止岩爆和冒顶的发生。
3. 控制地表沉降:在地下巷道开挖过程中,采用合适的措施和技术,控制地表沉降的幅度和范围,保护地表建筑物的安全。
4. 控制地下水:巷道开挖过程中,地下水的水压和渗流量增大,容易引起巷道周围岩体的涌水和破坏。
因此,需要采取合适的水文地质措施,控制地下水的水压和渗流,保证巷道的稳定和安全。
总之,巷道围岩控制是地下巷道施工中的重要环节,需要综合考虑地质条件、工程要求和施工技术等因素,采取相应的措施和手段,确保巷道的稳定和安全。
复杂煤层开采问题分析与措施
复杂煤层开采问题分析与措施本文简要介绍了苏桥煤矿的煤层构造,对复杂煤层开采存在的问题进行分析,并结合工作实践,阐述了复杂煤层开采时采取的对应措施,以达到提高工效和煤炭资源回收率,实现安全生产的目的。
标签:煤矿复杂煤层问题分析采煤措施0 引言苏桥煤礦位于大田县广平龙山崎复式向斜的中南部,区内褶皱和断裂构造均十分发育,煤层赋存条件复杂,多为薄煤层、急倾斜,开采难度大。
我们结合现场实际,对复杂煤层进行分析研究,采取有效的开采措施,在提高工作面煤炭资源回收率,提高劳动工效,降低材料消耗,保障安全生产等方面,都取得良好成效。
1 煤层构造概述1.1 苏桥井田位于广平龙山崎复式向斜中段,含煤地层呈隐伏状态,总体构造形态为倒转向斜构造(Ⅰ级构造),地层倾角一般在25—45°,局部达60—70°;走向和倾向上均发育宽缓的背向斜(Ⅱ级构造);Ⅱ级褶皱轴向总体为北东—北西向,轴面倾向南东—南西,倾角较陡,枢纽(均以褶皱与其上方断层相切的形态为准)走向北北东—北北西向,14线往北向南倾伏,14线往南向北北东倾伏。
次级褶皱(Ⅲ级构造)发育,甚至出现更次一级的小褶(揉)皱倒转现象,地表已被推覆体掩盖。
1.2 苏桥井田主要开采层为童子岩组第二段(P1t2)和第三段(P1t3)。
童子岩组第二段(P1t2)正常翼较稳定可采为2层,编号30、33号煤层,不稳定可采为1层,即28号煤层,有效含煤系数2.9%;倒转翼零星可采一层,编号30号煤层,有效含煤系数为1.3%;童子岩组第三段(P1t3)含煤27—39层次,其中正常翼可采或大部可采为5层,自一段顶部往下编号为21、26、28、30、33号等煤层,厚度为0.7m-1.5m。
倒转翼零星可采3层,编号为26、28、30号煤层,厚度为0.9m-1.2m。
上述煤层顶板多为泥质岩,底板多为砂质岩,少数为泥质岩,泥质岩常含植物根茎化石。
2 复杂煤层开采问题分析2.1 由于煤层受挤压、褶曲及断层等影响,造成煤层倾向、走向及厚度变化大。
现阶段薄煤层开采的难点与解决措施分析
现阶段薄煤层开采的难点与解决措施分析【摘要】随着经济的不断发展,科学技术不断进步,社会对能源的需求越来越多,我国南方煤矿开采以平均每年沿倾向20~30m的速度延深。
而经过几十年不断的开采,不少煤矿的中厚煤层已经基本趋于枯竭,对于薄煤层的开采技术也在尝试中拓展。
发展薄煤层机械化开采,可以充分利用有限的煤炭资源,延长矿井的开采年限。
本文从现阶段我国薄煤层开采中的难点出发,对薄煤层开采中机械化设备特点进行了分析,并阐述了薄煤层开采的发展趋势。
【关键词】薄煤层;开采难点;解决措施煤炭产业是维持我国能源稳定战略和国民经济发展的基石,在能源需求日益增长的今天,煤炭产业的稳定发展关系着我国能源的利用比重,是稳固满足能源需求的前提和基础。
我国目前的煤炭资源总量位居世界第二,在不可再生能源的消费比例中,煤炭占据了70%以上的比例,对于我国经济发展的重要性是不言而喻的。
而煤炭作为一种不可再生资源,其储量终究有限,因此,需要采取行之有效的措施,对有限的煤炭资源进行合理的开采,提高煤炭资源的开发效率。
1.薄煤层的特点薄煤层是指在地下开采时,厚度在1.3m以下或者在露天开采时,厚度在3.5m 以下的煤层。
我国煤炭储备中,薄煤层所占的比例相对较大,可采储量约占全国煤炭总储量的20%,但是实际采量却只占煤炭总产量的7.3%,远远低于储量所占的比例。
我矿开采的5个可采煤层中,4个属薄煤层,储量比例占67%。
因此,提高薄煤层开采技术,对薄煤层煤炭资源进行充分利用,是我们煤矿企业和专业技术人员应尽的职责。
薄煤层因赋存相对特殊,具有以下特点:1.1 煤炭资源储量大到目前为止,我国已经探明的薄煤层存储的煤炭资源总量已经达到61.5亿吨,分布地域辽阔,地质条件复杂多样。
其中,四川占60%,贵州占37%,山东占52%。
面对这一特点,提高薄煤层开采技术对于提高薄煤层产量有很大的影响。
1.2 回采工艺复杂薄煤层由于其自身的赋存特点,开采过程中劳动强度较大、机械化程度低、安全系数低,工效极其低下,这也使得薄煤层的开采难度极大,成本投入高,导致许多煤矿企业不得不放弃对于薄煤层的开采,造成了严重的资源浪费。
巷道围岩破坏分析及控制对策
K e w or s:o d y;u r u dig r k; m a e a a y i c nr lme s r s y d ra wa s ro n n o c da g n lss; o to a u e
煤矿井下 所有 开挖 的巷道 、 硐室 , 被赋 予不 同 的 功能 , 发挥着 相应 的作用 。 为 了保持 巷 道 和硐 室 的 稳 定性 , 维持 其服务功 能和保 障生产 安全 , 在巷 道掘
义。
1 巷 道地 压 概述
巷 道 围岩 内的应力 和作用在 支架上 的力 称 为巷
的性质和强度。②工程方面的因素有: 硐室的形状 和尺 寸 ; 支护作 用 ; 阻止 围岩变形 , 维护 围岩稳 定 ; 支 护结构 的形式 和刚度 ; 道的位 置 、 度和覆 盖层 厚 巷 尺
度 ; te r a w y s r u d n o k d sr cin o e r a o sp t o w r e ra wa u r u dn o k p e s r o t l o m fra wa n h o d a u r n ig r c e tu t ft e s n u r a d t o d y s r n ig r r su ec nr o o h f h o c o
JA u DI in c u n I NG Yo ‘ NG Ja -h a
,
( . eor s n ni en cdm nqa oai a n eh i l ol e Y nqa 0 50 ,hn 1R su e adE gn r gA a e yo Y gu nVct nl d Tcnc lg ,ag u n 4 0 1C i c ei f a o a aC e a;
当前国内薄煤层开采难点及解决办法剖析
当前国内薄煤层开采难点及解决办法剖析摘要:在我国能源稳定战略与国民经济发展的基石就是煤矿产业,在能源需求逐渐增长的今天,煤炭产业的稳定发展影响着我们国家能源的利用比重,其是稳固满足能源需求的基础与根本前提。
本文主要就是针对当前国内薄煤层开采难点及解决办法来进行剖析。
关键词:薄煤层采煤;开采难点;解决办法1、薄煤层的特点薄煤层指的就是在地下开采的时候,其厚度必须要小于13m或者是在露天开采的时候,厚度小于3.5m以下的煤层。
其具有以下特点:1.1、煤炭资源储量大截止到目前为止,我们国家已经探究了薄煤层所存储的煤炭资源总量已经达到了61.5亿吨,其分布的地域性十分的广泛,地质条件也相当的复杂。
其中,四川占到了60%,山东占52%,贵州则是占到了37%。
我们在面对这一特点的时候,对于提高薄煤层的产量来说,薄煤层的开采技术则是起到了很大的影响。
1.2、回采工艺复杂薄煤层因自身赋存的特点,在开采的过程之中安全系数低、机械化程度低、劳动强度大,最终也就导致了工效低下,这也就会使得薄煤层的开采难度变大,成本的投入高,使得大部分的煤矿企业就得将薄煤层的开采放弃,最终就会造成相当严重的资源浪费。
1.3、安全隐患大在薄煤层开采的过程之中,工作面采高低,比如地质构造、遇煤层厚度等等的变化,机械化开采极易破坏局部围岩,使得顶底板发生破碎的现象;与此同时,因为在开采的过程之中存在地下水、瓦斯气体等等诸多不确定的因素,最终就会使得开采存在安全隐患。
2、薄煤层采煤机的开采难点2.1、机身高度与运煤、装煤间的矛盾对于薄煤层开采的工作面来说,设备的维修与管理在在客观上就得需要采煤机的机板与和机面之间一定要保持一定的空间,与此同时,我们为了在最大限度上来使得采煤机的机身以及刮板输送机之间也得相应的保持一定的空间,进而就会避免影响到滚筒的装煤效果,那么这就势必得要求加大压缩采煤机的机身高度。
2.2、机身重量与装配功率的矛盾依据以往的试验,薄煤层开采通常得要求装机功率大以及机身重量轻,但是这些要求均与机械设计存在矛盾。
复杂条件下巷道主动控制支护技术
一、支护研究背景
深井巷道变形特点
巷道围岩变形的时间效应。围岩变形量大,有明显的时间性。初期来压快 、变形显著,不采取有效支护措施,极易发生冒顶、片帮。即使围岩变形稳 定后,围岩还以长期处于流变状态。 巷道围岩变形的空间效应。巷道来压方向多表现为四周来压。不仅顶板、 两帮发生显著变形和破坏,底板也出现强烈变形和破坏,如不对底板采取有 效控制措施,则强烈底臌会加剧两帮和顶板的变形和破坏。 巷道围岩变形的易受扰动性。围岩变形对应力的变化非常敏感,受震动、 邻近巷道掘进或回采工作面采动影响后,围岩变形和破坏均有明显增加。围
高强预应力锚杆支护
全螺纹锚杆等强锚杆支护
二、锚杆支护基本理论与新型锚杆、锚索
关于预应力让压锚杆(锚)应用的体会
第一时间主动控制:复杂围岩条件下,锚网索支护成功的关键是围岩早期控制和 主动控制。锚杆锚索第一时间产生预应力是非常重要的。 锚杆、锚索协同支护:提高锚杆锚索预应力后,锚杆锚索的增阻速度会明显加快 。锚杆、锚索的受力匹配和变形匹配是保障支护系统协同完成支护任务的关键。通 常锚杆的预应力宜在3~5t左右。锚索的预应力应以施打锚索时刻的锚杆受力大小 来确定。 让压量和让压吨位匹配:让压锚杆、让压锚索的使用是有条件的。宜在围岩能量 有积蓄倾向、动压、围岩变形速度、地应力释放快的条件下使用。让压量和让压吨 位的匹配是让压支护成功的关键。 支护一体:在锚网索支护体系中,锚杆、锚索是“支”的作用;钢带、钢筋梯和 网子及喷射混凝土是“护”作用,良好的支护系统应该以“支”为主、以“护”为 辅,支护一体。 综合控制:对复杂条件下的围岩控制,通常是综合控制。锚注只能适用于巷道的 二次维修,是松动圈大量扩展后使用的一种支护方法。成功的锚网支护是松动圈得 到了有效控制,此时围岩无需锚注加固。
薄煤层综采难题及突破
薄煤层综采难题及突破中国经济的发展严重依赖能源的支撐作用;而在一次能源结构中煤炭占70%。
《煤炭工业发展。
十二五”规划》研究表明:在未来相当长时期内,煤炭作为主体能源的地位不会改变。
煤炭工业是关系国家经济命脉和能源安全的重要基础产业。
其中薄煤层可采储量约占全国煤炭总储量的28%,而产量只占总产量的7.3%,远远低于储量所占的比例,并且这个比例还有进一步下降的趋势。
薄煤层在我国分布较广, 有些地区的煤质也比较好。
而像兖矿集团经过多年开采,不少矿井中厚煤层己近枯竭,薄煤层的开采正规模化地进行,而且也得到了充分重视。
就当前的资源情况看,发展薄煤层机械化开采对于开发利用煤炭资源,延长矿井开采年限和实现高效开采都具有十分重要的意义。
1薄煤层综合机械化采煤存在的问题我国薄煤层开采主要采用长壁采煤法,但由于开采煤层厚度小(小于1.3m),与中厚及厚煤层相比,薄煤层机械化长壁工作而主要有以下问题:1.1采高低,工作条件差,设备移动困难特别是薄煤层综采工作而,当最小采高降到1.0m以下时,人员出入工作而或在工作而内作业都非常困难。
而且薄煤层采煤机械和液压支架受空间尺寸限制,设计难度大。
液压支架立柱通常要双伸缩甚至三伸缩,增加了制造成本。
1.2采掘比大、掘进率高,采煤工作而接替困难随着长壁机械化采煤技术的发展,工作而推进速度大大加快,但由于薄煤层工作而回采巷道为半煤岩巷,巷道掘进手段没有多大的变化,仍以打眼放炮、人工装煤为主,掘进速度很慢,造成薄煤层综采工作面接替紧张。
1.3煤层厚度变化、断层等地质构造,采煤工作而布置困难对薄煤层长壁工作而生产影响比开采中厚及厚煤层工作面大,造成薄煤层长壁综采或机采工作而布置困难。
1.4薄煤层长壁机械化采煤工作而的投入产出比高,效益不如开采厚及中厚煤层工作而一个薄煤层综采工作面的设备投资不比设备装机功率、支架工作阻力相当的中厚煤层综采工作而少,但薄煤层综采工作面的单产和效率一般只有中厚煤层综采工作而一半,甚至更低。
探讨薄煤层采煤技术及开采过程中出现的问题
探讨薄煤层采煤技术及开采过程中出现的问题摘要:煤矿开采是我国能源供应工作中重要的一环,受地理因素的影响,煤矿开采过程中会遇到各种复杂的地质构造,对煤矿开采工作造成严重的影响。
本文展开对薄煤层工作面过复杂地质构造的技术策略研究,结合实际开采工作总结相关经验,希望为业内的朋友们提供参考。
关键词:薄煤层;采煤技术;问题;措施中图分类号:TD67文献标识码:A1引言随着我国煤炭资源需求的增长,提高煤矿的开采质量也成为研究的重要内容。
薄煤层作为重要的煤矿形式,其开采质量对煤矿的采出量有直接影响。
而通过分析薄煤层的采煤工艺,可以有效提高煤矿的开采质量,进而提高开采效益。
下面对薄煤层的采煤工艺展开具体论述。
2薄煤层的概念国家在划定薄煤层时有非常严格的要求,即薄煤层的厚度必须在 1.3m以下,0.8m以上,小于0.8m的煤矿一般被称为极薄煤层。
薄煤层的煤矿资源含量非常大,是构成我国煤矿资源的一个重要部分。
但是在平时的开采工作中,大多数企业都将开采重点放在对中煤层的开采方面。
主要原因在于薄煤层的开采对开采工艺的要求较高,很多企业的薄煤层开采技术都不够完善,在开采过程中,经常会出现很多损失,导致开采效率远远比不上中煤层和厚煤层。
除此之外,由于薄煤层的周围环境比较复杂,所以开采工作的可操作性较低,使得开采工作必须要进行更深入的研究。
3薄煤层的开采问题3.1 开采中存在浪费现象薄煤层开采工作中所存在的浪费现象主要是由于漏采和弃采所导致的。
由于中煤层中的煤矿量比较丰富,且可操作性较强,因此,在对煤矿量要求不是很高的时候,大多数企业都会选择开采中煤层,这就导致了很多企业的煤矿开采工艺都是针对中煤层来制定的。
而在当前阶段,仅仅是开中煤层开采工艺已经无法再满足国家发展的需求了。
因此,越来越多的企业将开采重点放在了薄煤层的开采方面,但是由于技术工艺都不匹配,使得在薄煤层的开采过程中经常出现漏采和弃采的问题发生。
3.2 开采环境较差调查显示,由于薄煤层的地质环境往往比较复杂,就导致煤层开采的环境和条件也更为严苛。
典型围岩巷道支护对策分析
典型围岩巷道支护对策分析摘要:随着各矿井开采年限的增加,矿井煤炭资源量不断减少,煤炭资源开发开始逐步向深部发展,面临的巷道地质力学环境将越来越复杂,为更好的保障安全生产,对矿井巷道支护提出了更高要求。
对此,介绍了几种典型的难支护巷道,分析了它们的围岩变形破坏特征,并提出了相应支护对策,以供同行参考。
关键词:煤矿;巷道支护;难题;对策1引言支护巷道是煤矿开采过程中的一道重要工序,它是确保煤矿开采质量的关键。
各矿井长期开采,矿井煤炭资源量必然不断减少,煤矿开采的地质条件也会越来越复杂,这就给矿井巷道支护工作提出了更高要求,特别是当矿井煤炭资源开发进入深部开采阶段后,面临的巷道支护问题将会更多,如高地应力引发巷道大变形,断层褶曲较难支护等。
另外,随着我国煤矿科技的发展,一些高效采煤法如大采高综采、综放得到了广泛应用,而这些采煤法会产生更大的采动应力,同时要求巷道断面及跨度也越来越大,这也在某种程度上增加了巷道支护难度。
若巷道支护不到位,必然会影响到巷道质量、高效掘进,以致影响到企业经济效益,因此研究煤矿巷道支护的质量难题及对策迫在眉睫。
2 高应力巷道围岩应力与围岩强度是影响巷道破坏的两个重要因素,当围岩应力比围岩强度大时,巷道围岩易发生失稳现象,造成巷道质量的破坏。
由此可见高应力巷道极易发生巷道破坏。
2.1 高应力巷道变形破坏特征分析①在高地应力的影响下,巷道围岩会从脆性变形逐步转变为塑性变形(图1),这样对于那些深部坚硬围岩来说,软岩变形特性将会更加明显;②巷道围岩时间效应明显,流变特性显著,会呈现出很大的累积变形量,持续的大变形会增加围岩控制难度;③部分高强度、冲击倾向性强、具有较大脆性的围岩,在高应力的严重影响下,会呈现出更加显著的动力冲击破坏特性,易突然发生巷道破坏,瞬间摧毁围岩,震动大,巨响大。
图1 巷道围岩塑性破坏示意图2.2 高应力巷道支护对策高应力巷道支护的关键是想方设法降低围岩应力,进而使高应力巷道围岩得到有效控制。
探讨如何有效控制巷道围岩形变
探讨如何有效控制巷道围岩形变引言随着煤炭连续的开采,浅、表部煤炭资源越来越少,目前己转向深部煤层的开采,高地应力巷道支护问题便越来越突出,如冲击地压、围岩大变形、强烈底臌等浅部巷道没有的支护问题。
孟村煤矿煤层埋藏深,煤层厚,地质构造较多,随着中央带式输送机大巷的不断延伸,冲击地压灾害日益显现,选取合理的支护参数和防冲措施对工作面安全生产至关重要。
1、工程概况中央带式输送机大巷设计层位在煤层中部,顶板为砂岩,底板为铝质泥岩,巷道规格为掘宽5.64m,掘高4.57m,掘进断面积达22.4m2,属于典型的深部大断面巷道。
原支护形式为:锚杆规格采用φ20×2800mm,锚杆托盘为150×150×8mm;锚索采用φ21.6×8800mm的钢绞线,间排距2.1m×2.1m,布置形式为“四四”型,锚索托盘规格为:100×100×10mm、200×200×10mm、300×300×10mmQ235组合托盘。
该巷道在掘进过程中,动力显现频次、强度与日俱增,主要表现为煤炮频繁、声响巨大,伴随围岩震动,造成掘进工作面煤壁片帮,顶板抽冒,巷道成形差,支护施工困难,施工安全存在风险。
2、巷道稳定控制方法2.1 掘进支护在冲击地压矿井的支护设计中,要坚持一次支护的原则。
特别是锚杆支护,应尽量一次支护就能有效控制围岩变形,避免二次或多次支护。
一方面,这是矿井实现高效、安全生产的要求,为采矿服务的巷道和硐室等工程,需要保持长期稳定,不能经常维修;另一方面,这是锚杆支护本身的作用原理决定的。
巷道围岩一旦揭露立即进行锚杆支护效果最佳,而在已发生离层、破坏的围岩中安装锚杆,支护效果会受到显著影响。
中央带式输送机大巷为矩形断面,采用锚网索喷联合支护。
锚杆采用20#左旋无纵筋400号螺纹钢筋,L=2500mm,杆尾螺纹为M22,螺纹长度150mm,配高强度螺母,矩形布置,间排距700mm;锚杆托盘采用拱型高强度托盘,钢号Q235,规格为150×150×10mm,拱高不低于34mm,配调心球垫和减阻尼龙垫圈;锚杆护板采用W型钢护板,厚度5mm,宽280mm,长度450mm。
复杂条件下回采巷道围岩控制综合技术
复杂条件下回采巷道围岩控制综合技术回采巷道围岩控制技术的操作环境一般比较复杂,极松软煤层、深井高应力、破碎围岩等都会给回采巷道的控制与维护带来诸多困难。
经实践研究,可采取层位优化技术、打卸压孔结合打设锁腿梁方法以及锚梁网索联合支护等技术来有效控制各种复杂条件下的回采巷道围岩控制,避免因支护系统不完善而产生反复的巷道修复和维护,给煤矿生产带来不必要的经济损失。
标签:复杂条件;层位优化;钻孔卸压;锚网索1 前言随着我国经济不断发展,对煤矿资源的需求也越来越供不应求,而煤矿开采环境随着采深的逐步增加也越来越复杂,煤矿开采事故的发生率也未得到有效降低,而大部分煤矿事故则是由于不同开采环境的支护设计缺乏合理的科学依据,导致矿压显现强烈、巷道变性破坏出现塌落。
平时修复和维护工作不到位,缺乏科学合理依据的支护方式的选择也给煤矿生产增加了支护成本,未能充分利用支架复用率,支护结构带来的维护难题得不到很好的解决。
回采巷道围岩控制技术是动压巷道中应用的一种特殊的技术。
理论上来说,回采巷道围岩控制技术是不能广泛应用的,而且国际上对这种技术并不具备一套完善的报道,缺乏必要的参考资料。
但在实际的生产过程中,回采巷道围岩控制技术可有效减轻围岩与支护破损问题,为矿井正常生产提供可靠地技术保障。
2 应对7煤复杂条件采用的层位优化技术2.1 7煤的复杂条件7煤的组成形式比较复杂,其煤层一般包括砂泥岩互层、71煤、泥岩、72煤等不同岩性的层面,通常72煤、72煤中会含有夹矸和半煤岩。
7煤复杂条件还表现为泥岩充满巷道底板,具有较差的岩性;其围岩高程度破碎性、工作面回采以及夹矸互层的问题会造成高应力现象。
2.2 层位优化技术层位优化技术包含两种不同挖掘层位的方案。
方案一:可以71煤底板作为巷道顶板,从72煤层底板开始挖进,巷道高度为3.2米,宽度为4.9米;方案二:以71煤顶板为巷道顶板挖进,巷道高度和宽度同方案一的设置相同。
两种方案均可选择同种顶板锚杆和帮部锚杆做支护,锚杆间排距也可保持相同。
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煤炭资源的逐渐枯竭,煤矿勘探和开采往往要越来越深入地下,这就对煤矿深部岩巷的岩体稳定与支护提出了更高的要求。
煤矿深部岩巷岩体稳定与支护对策是煤矿生产中一个重要的技术问题,直接关系到矿井的安全生产和资源开发利用。
本文将从岩巷围岩的稳定性原因分析、支护措施和新技术应用等方面探讨深部岩巷围岩稳定与支护对策。
一、围岩稳定性原因分析1. 地质构造地质构造是岩巷围岩稳定性的重要因素之一。
在煤矿深部开采中,地质构造常常较为复杂,存在断层、节理、褶皱等地质构造对围岩稳定性的影响。
2. 地质岩性地质岩性包括煤层的产状、厚度和坚固程度等,这直接影响到围岩的稳定性。
一些软弱的破碎煤层容易发生滑移、坍塌,导致围岩失稳。
3. 应力状态在煤矿深部,地下应力较大,会对围岩产生较大的压力,导致围岩破裂、变形等现象,严重影响围岩稳定。
4. 水文地质条件水文地质条件是围岩稳定性的重要影响因素之一。
水文地质条件较差,容易导致围岩的湿润和软化,使围岩稳定性下降。
二、支护措施1. 预留合理矿柱在煤矿深部开采中,合理预留矿柱是保障围岩稳定的有效措施。
通过预留合理的矿柱,可以有效减小地下应力,减轻围岩的承压,提高围岩的稳定性。
2. 地压控制地压控制是指通过合理布置和支护巷道,减少围岩的变形和破裂。
采用合理的采煤工艺、适当的放顶和支护措施,可以有效控制围岩的稳定。
3. 巷道支护巷道支护是保障围岩稳定的重要手段。
采用合理的巷道支护材料和技术,对巷道进行有效加固,可以增加围岩的抗压和抗剪强度,提高围岩的稳定性。
4. 特殊地质条件下的支护对于特殊地质条件下的围岩,如软弱煤层、断层带、岩溶地质等,需要采用相应的支护措施。
比如对软弱煤层围岩可以采用锚杆、锚索、预应力锚杆支护;对断层带可以采用预应力锚杆加固,对岩溶地质可以采用喷浆固化等方式进行支护加固。
三、新技术应用1. 高效支护材料随着材料科学的发展,高效支护材料的研发应用对围岩稳定与支护起到了重要作用。
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煤矿深部岩巷围岩稳定与支护是煤矿生产中一个重要的技术难题,岩巷是矿山中用于进出煤矿井下和采煤面的通道,其稳定与支护对矿山生产安全和效率有着重要影响。
目前我国强度低、应力大的煤矿深部岩巷围岩稳定与支护难题尚未得到彻底解决,煤矿深部岩巷围岩破坏严重,事故频发。
对煤矿深部岩巷围岩稳定与支护对策进行深入研究,是当前亟待解决的技术难题。
一、煤矿深部岩巷围岩稳定的问题分析1.围岩压力大煤矿深部由于覆岩厚度大、地应力高、围岩、尤其是硬围岩中的岩石构造关系复杂,制约了煤矿深部岩巷围岩变形及应力分布规律的研究。
煤矿深部岩巷硬围岩中固定岩层下沉大、应力状态复杂,其自重应力和原应力是矿山围岩破坏的主要原因之一。
2.围岩变形大煤矿深部巷道围岩体之间的相对变形速度大,并且变形率较高,粉煤体之间倾向于水平滑移。
对围岩应力和变形规律的研究是解决围岩破坏的基础。
3.围岩破坏严重由于煤矿深部地质条件复杂,巷道围岩变形和破坏严重。
工作于深部岩巷的矿工们一直处于高应力和高危险的境地。
煤矿深部岩巷围岩破坏不仅对煤炭生产造成了严重威胁,也对矿工的安全带来了巨大的挑战。
二、煤矿深部岩巷围岩稳定的关键技术1.围岩控制技术针对煤矿深部围岩变形和破坏的问题,可以采用预应力锚杆支护技术、高效低采模热强围岩控制技术、新型矿山地压控制技术等手段来控制围岩变形和破坏的问题,提高煤矿深部岩巷围岩的稳定性。
2.支护技术通过采用高效的支护设备和技术手段,如使用高强度、高韧性的预应力锚杆、预应力喷锚杆、网架、钢架支护,结合喷浆加固技术等手段,提高煤矿深部岩巷的支护质量,确保矿巷的安全稳定。
3.监测预警技术利用现代化的煤矿巷道变形监测预警技术,如地下声波监测技术、地底应力监测技术、地表遥感监测技术等手段,对巷道变形和破坏进行实时监测,及时发现围岩的变形和破坏情况,提前采取相应的措施,确保巷道的安全稳定。
三、煤矿深部岩巷围岩稳定与支护对策1. 加强预警监测与风险评估,及时发现围岩变形和破坏情况,提前采取措施。
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煤矿深部岩巷是煤矿生产过程中的重要通道,其围岩稳定与支护对于保障矿井安全生产和提高工作效率至关重要。
煤矿深部岩巷所面临的围岩稳定问题主要包括岩层破裂、露天裂隙、顶板冒落、煤层顶板垮落、瓦斯突出等。
为了有效解决这些问题,煤矿深部岩巷围岩稳定与支护对策是至关重要的。
一、岩巷围岩稳定监测在煤矿深部岩巷中,围岩稳定监测是非常重要的一环。
通过对岩巷围岩的变位、收敛、裂隙、地压的监测,可以及时了解岩巷围岩的变化情况,从而及时调整支护方案,确保岩巷的稳定性。
采用现代化的监测技术,如激光测距仪、应变仪、GPS定位等,可以精准地监测岩巷围岩的变化情况,并及时进行预警和处理。
二、合理支护措施在煤矿深部岩巷中,采用合理的支护措施是保障岩巷稳定的关键。
常见的支护措施包括:锚杆支护、钢架支护、道柱支护、喷锚支护、锚索支护等。
不同的地质条件和围岩稳定状况需要采用不同的支护措施,根据具体情况进行综合分析,制定最合理的支护方案。
隧道内部的排水、通风等设施也需要合理配置,以确保岩巷的稳定和安全。
三、科学合理的掘进工艺在煤矿深部岩巷的掘进过程中,采用科学合理的工艺是提高岩巷稳定性的前提。
根据地质条件和围岩稳定状况,合理选择掘进方式和速度,预防和减少岩巷围岩的变形和破裂。
设定合理的掘进参数,进行适当的控制爆破和支护工艺,确保岩巷的稳定和安全。
四、合理的瓦斯抽放系统在煤矿深部岩巷中,瓦斯是一个常见的安全隐患。
为了降低瓦斯浓度和减少瓦斯突出的风险,需要合理配置瓦斯抽放系统,及时将瓦斯排放出去。
通过合理的通风设计和瓦斯抽放系统的配置,可以有效降低瓦斯浓度,确保岩巷的安全。
五、加强人员管理和安全教育在煤矿深部岩巷中,加强人员管理和安全教育是保障矿井安全生产的重要保障。
通过加强对岩巷围岩稳定和支护技术的培训和教育,提高矿工的安全意识和技术水平,降低事故风险。
加强对矿工的监督和管理,确保操作规程的执行和安全操作。
煤矿深部岩巷围岩稳定与支护对策是煤矿生产中的重要环节。
采矿工程中煤矿围岩稳定支护对策
采矿工程中煤矿围岩稳定支护对策摘要:近些年来,随着我国经济发展速度不断加快,部分煤炭企业矿井的浅部煤炭资源开发殆尽,矿井开采活动逐渐向井田深部转移。
而随着开采深度的增加,井下巷道围岩应力也在不断增加,经常会出现巷道底鼓以及巷道变形的情况,导致围岩条件变得越来越复杂,不仅对围岩的稳定性和安全生产造成了严重的影响。
同时也给支护工作带来了极大的压力,不利于井下煤矿开采工作的正常开展。
因此,做好深部岩巷围岩支护工作,提高围岩的稳定性对保证井下煤矿开采工作的顺利进行有着重要的意义。
本文首先对煤矿深部围岩稳定性控制理论进行了简单阐述,分析了围岩稳定性的控制要点,最后提出了提高煤矿深部岩巷围岩稳定性的对策,为保证煤矿生产安全提供一定的参考。
关键词:煤矿深部岩巷;围岩;稳定性;支护引言开放以来,我国工业化发展速度不断加快,对煤矿资源的需求也在日益上升。
随着开采不断的深入,如何保证巷道围岩稳定性成为了当前的难题。
虽然当前的巷道支护方式有很多,但是各种支护方式多少存在一些缺陷和问题,对于煤矿深部巷道来说,如果支护方式不合理,支护措施形同虚设。
那么巷道中的变形及破坏问题极容易导致巷道的崩塌,所以需要对这些变形和破坏进行反复的维护和翻修,导致支护成本大大增加。
同时也极大的影响了煤矿开采的进度,对煤矿开采工作的安全生产和经济效益带来了不良的影响。
1煤矿深部围岩稳定性控制理论从力学角度来分析,岩体自身强度以及变形性质是影响煤矿深部岩巷围岩稳定性的决定性因素。
此外,其稳定性还在一定程度上受到围岩自身应力的影响。
围岩体本身主要包括两个部分,分别是结构面和岩石骨架。
在煤矿深部的围岩,经过长年的发展以及受到高压的影响,自身骨架强度已经变得非常大,所以真正能够对围岩强度和变形性质造成影响的主要是结构面[1]。
为了能够进一步保证煤矿深部围岩的稳定性,应当从围岩的结构面以及受到的应力状态着手。
在进行开挖时,煤矿深部岩巷围岩体受到的应力会发生改变,围岩自身的稳定状态也会受到影响,虽然在刚开始受到的影响较小,但是随着开挖工作的持续进行,围岩侧压降低,应力开始转向巷道,会使巷道周向应力明显增加。
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煤矿深部岩巷作为煤矿通风、支护等重要设施,与矿井的安全生产息息相关,稳定性直接关系到矿井的生产效益。
然而,由于矿井条件差异大,岩层结构复杂,存在多种因素导致岩巷岩石变形和破坏,因此对岩巷围岩的稳定研究和支护设计尤为重要。
一、岩巷围岩稳定性分析1、围岩物理力学特性首先参考实际岩巷中的围岩物理力学特性进行分析。
围岩物理力学特性包括:岩石的力学参数(包括弹性模量、泊松比、抗拉强度、抗压强度、剪切强度等)、实际受力状况(包括矿压状态、应力分布等)和岩石的物理特性(包括吸湿性、变形性等)。
2、围岩的结构特点其次分析岩巷围岩的结构特点,主要指影响围岩稳定性的地质构造和构造面、断层等结构因素。
常见的地质构造有褶皱、节理、逆断层、正断层等,这些结构在岩巷开挖过程中容易引起围岩分层、裂隙和破碎等;此外,断层的存在会引起矿区应力集中,加剧岩巷围岩的破坏。
3、外力因素的影响外力因素主要指煤炭层及覆岩的厚度、坚硬程度、断层、构造等因素及开挖方式、支护方式等因素对岩巷造成的影响。
这些因素直接影响岩巷的开挖及支护难度、围岩的破裂及移动情况。
综上,只有通过对围岩物理力学特性、围岩结构特点及外力因素的影响等因素进行详细的分析,才能确定出相应的围岩稳定性评价和支护对策,从而使岩巷得到稳定和安全地运行。
二、岩巷围岩支护设计岩巷围岩支护的核心在于理顺围岩与支护之间的力学关系,即通过支护手段减少围岩应变能,控制岩石变形,以维护岩巷的稳定从而保障煤矿安全生产。
1、支护模式的选择支护模式需要根据开采条件、矿岩石性质及其变形规律而定,常见的支护模式有锚杆支护、喷锚支护、锚网支护、聚合物支护等,其中锚杆支护是诸多岩巷支护模式中广泛采用的一种方案。
2、支护策略的选取对于岩巷围岩破裂和移动情况不同的部位,需要采用不同的支护策略。
这些策略包括: 优化锚杆布局、增加支撑杆数量及密度、加强岩石的极限支撑能力、选择合适的注浆材料等,结合岩巷所处的实际环境和矿压情况进行综合分析,从而实现围岩稳定的目的。
复杂地质条件下巷道围岩治理技术
复杂地质条件下巷道围岩治理技术发布时间:2021-09-10T13:52:55.704Z 来源:《基层建设》2021年第17期作者:王雁[导读] 摘要:针对袁店二井煤矿西翼开拓采区的三条暗斜井受大断层影响、软岩等影响,巷道变形量大、需二次扩修的实际,提出以应力控制为中心,采取深浅孔全断面网络化注浆,提高围岩自承载能力,杜绝了返修,满足了巷道安全使用要求。
淮北矿业股份有限公司生产管理部安徽淮北 235000摘要:针对袁店二井煤矿西翼开拓采区的三条暗斜井受大断层影响、软岩等影响,巷道变形量大、需二次扩修的实际,提出以应力控制为中心,采取深浅孔全断面网络化注浆,提高围岩自承载能力,杜绝了返修,满足了巷道安全使用要求。
关键词:围岩破碎;高效;网络注浆1工程概况淮北矿业集团袁店二井煤矿西翼采区三条暗斜井设计长度700m,15°下山施工。
巷道顺DF2∠65-70°H=20-140m断层布置,期间揭穿6煤、7煤、8煤、10煤,岩性以泥岩、砂质泥岩、破碎粉砂岩为主,传统锚网索喷支护段两帮内移、底鼓量大。
2巷道断面及支护形式西翼副暗斜井设计直墙半圆拱型、断面净宽×净高=5400×4200mm,一次支护为锚网索喷,锚杆规格:Φ22×3000mm,锚杆间排距800×800mm,注浆锚索规格:Φ21.6×7000mm,间排距1600×1600mm(全断面布置5根),二次支护为锚网喷+注浆,锚杆规格:Φ22×3200mm,注浆锚杆规格:Φ20×2500mm,间排距2000×2400mm(全断面布置7根)。
底板注浆锚杆规格:Φ20×2500mm,间排距2000×2400mm(底板布置4根)。
注浆锚杆规格:Φ20×4000mm,间排距2000×2400mm(底板布置3根)。
3帮、底锚索对围岩自承载结构加固作用分析3.1帮、底锚索对围岩自承载结构加固作用分析3.1.1底板锚索加固作用分析巷道开挖后,围岩内的自承载结构将受到外围岩体环向应力圈对它的挤压力作用,顶底板锚索的作用对改变两拱的受力与变形具有极显著的效果,具体为:由于顶底板锚索分别从松动圈承载拱的内侧给两拱以向外的力的作用,它较大程度的降低了两拱两侧横截面上的轴力,进而大幅降低了左右两边拱的破坏应力和径向的应变,对减小围岩与支护之间的压力具有重要作用。
巷道围岩分次控制方法及支护技术
巷道围岩分次控制方法及支护技术发布时间:2022-11-04T03:04:46.973Z 来源:《中国教工》2022年第12期作者:冯伟周聪[导读] 巷道支护是伴随煤矿生产的永恒课题,随着煤矿开采深度和强度的不断增加,矿井开采条件越来越复杂冯伟周聪淮河能源物资采供中心安徽淮南 232001摘要:巷道支护是伴随煤矿生产的永恒课题,随着煤矿开采深度和强度的不断增加,矿井开采条件越来越复杂,回采巷道在开采扰动下,出现矿山压力显现剧烈,围岩破碎,变形量大,影响巷道的正常服。
目前为了满足大型现代化矿井安全、高产、高效的要求,许多生产矿井回采巷道断面都不断增大,巷道长度也急剧增加,这些都对煤巷支护,特别是锚杆支护提出了更为严格的要求。
使得煤巷锚杆支护技术凸现很多理论和应用问题,本课题围绕巷道锚杆支护技术进行分析,并给出解决方案。
关键词:巷道围岩;控制方法;支护技术一、煤矿巷道围岩支护集中表现的问题煤巷变形机理和变形过程认识不充分,大多数煤巷锚杆支护按一次支护设计,巷道锚杆支护密度过大,支护材料浪费惊人,巷道的支护费用往往高达巷道工程总费用的50%以上,但由于煤巷变形的不可抗拒性,锚杆锚索支护性能与煤巷围岩变形不协调,支护效果不理想;过高的支护参数极大地增加了掘进时的支护工作量,导致巷道掘进速度慢、采掘紧张,影响矿井的安全、高产、高效。
二、我国的锚杆支护技术发展目前,锚杆支护是最为普遍的一种支护方式,尤其近年来,我国锚杆支护技术有了长足的发展,锚杆支护的优越性已经得到充分的证实。
不管是受开采动压影响的采准巷道,还是受开采动压影响的开拓巷道,其实用性已经得到了普遍的认可。
我国的锚杆支护技术是在上世纪八十年代从国外引进的,在过去的二十年间专家和学者作了大量的研究工作使得锚杆支护理论日趋完善、支护技术得到快速发展,锚杆支护作为主动支护形式,通过改善围岩体受力状况和提高围岩体强度来充分发挥围岩自承载能力,取得了显著的技术经济效益。
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摘要:针对南方复杂地质条件薄煤层开采巷道难控制的问题,文章以含春煤矿薄煤层开采为例,分析了薄煤层开采巷道围岩控制中存在的问题及巷道变形破坏特征,并针对性地提出复杂条件下薄煤层开采巷道的控制对策及支护技术。
工程实践表明,应用新支护技术后巷道围岩变形得到有效控制,支护体受力情况良好,能够保证围岩结构的长时间稳定性。
关键词:复杂地质条件;薄煤层;软弱围岩;巷道支护
中图分类号:td353 文献标识码:a 文章编号:1006-8937(2016)17-0171-02
相较于北方大型煤炭生产基地,南方煤炭资源十分有限,而考虑地区民用需求则必须保证一定数量的煤矿开采。
就南方煤炭资源分布情况而言,煤层厚度在2 m以下薄煤层占有相当大的比例,且多处煤层赋存条件较为复杂。
复杂条件薄煤层开采面临的主要问题包括瓦斯和软岩,由于近年来对瓦斯问题的高度重度,瓦斯事故已而到有效控制;而南方软岩巷道围岩稳定性控制一直得不到保障,甚至在很大程度上成为限制煤矿生产效率、生产成本的关键因素。
研究复杂条件下软岩巷道新的支护方法,对南方薄煤层资源开发具有重要理论意义和应用价值。
1 复杂条件薄煤层开采巷道支护问题变形特征
1.1 巷道支护问题
相较于北方大型煤矿,南方煤矿由于地质条件复杂、井型小、煤质差以及其他人为因素,使得巷道支护存在很大问题。
首先,巷道支护方案与参数存在盲目性,矿井巷道支护凭经验进行设计,使得巷道支护刚度不够,支护结构不合理。
其次,支护时机选择不合理,尤其对于巷道掘进后的一次与二次支护,不能确定有效的支护时机。
同时,人为因素造成的巷道施工质量的不合格,亦是造成薄煤层开采巷道围岩难控制的重要因素。
1.2 巷道变形破坏特征
对矿井巷道地质情况进行分析发现,巷道变形破坏特征主要为以下几个方面:
①巷道的破坏主要集中在帮角与底角位置,此方向为应力集中最大区域;巷道破坏形式以剪切破坏为主,在巷道围岩浅层表面会出现小范围的剪切破坏带,但随着应力加载时间的延长,剪切破坏带规模会逐渐扩大并相互贯通,形成大范围塑形破坏。
②两道两帮移近量大,且两帮中下部鼓出严重。
帮部围岩在变形过程中,支护体会随着围岩发生整体外移现象。
巷道两帮变形不协调,中下部变形严重,上部变形程度则相对较弱。
两帮在高侧压力作用下发生严重变形,中下部鼓起、垮落,巷道断面被挤成尖桃形,如图1所示。
复合顶板下沉严重。
顶板中央下沉位移量较大,造成棚式支护变形扭曲,锚网支护体下沉变形,如图2所示。
2 复杂条件下薄煤层开采巷道围岩控制
①调动深部围岩承载能力。
对巷道断面关键部位进行补强支护,在两肩与两窝位置施以锚索加强支护,改善集中压缩区围岩受力情况,并调动深部岩体的承载能力。
②强化两帮护表作用。
巷道两帮以破碎煤体为主,并交替有煤岩体,结构整体性较差。
通过在巷道表面采取措施,增加巷道两帮护表作用力,增加支护受力面积,并降低帮部应力集中程度,达到提高两帮承载能力的目的。
③让抗结合,协调支护结构与围岩变形。
半煤岩巷变形具有不均匀性,支护初期做到适当让压,并及时实施高阻抗压,避免围岩过度变形。
④提升围岩结构整体稳定性。
对巷道围岩不同部位采取不同支护策略,两帮应提高支护阻力,限制帮部的大变形;顶板控制中应注意支护结构的初始阻力;底板应参考“0”位移点,
避免帮脚出现围岩的挤压变形。
⑤分层次、有控支护。
巷道支护的两个重要原则是充分发挥围岩的自承能力和有效释放膨胀变形能,二者在实施过程中存在矛盾性,如何将二者有效结合将是巷道支护的关键,而在支护中表现为确定合理的分层支护形式与时间。
⑥注浆加固破碎区。
注浆对于复杂条件下半煤岩巷破碎围岩的加固具有重要作用,能够维护围岩整体稳定,将围岩松动圈转变为承载圈。
3 工程实例分析
3.1 工程概况
含春煤矿位于福建省永春县,矿井设计生产能力为24万t/a。
矿井可采煤层较多,且煤层厚度均不超过2 m。
矿井划分三个采区对煤层资源进行回收,含一采区与含二采区开采已经接近尾声;现阶段进行含三采区+540 m、+510 m两个生产区段,+485 m和+460 m区段处于开拓阶段。
含三采区所在层位主要为粉砂岩,受断裂褶皱地质构造影响,节理裂隙发育程度较高。
煤层顶底板岩石属软硬相间的工程地质岩组,稳固性中等。
集中运输大巷断面形状为半圆拱,净断面尺寸为2.3 m×2.33 m(宽×高)。
主要沿煤巷道支护采用普通锚杆、棚式支护,支护初期两帮就鼓起与冒落,在高应力与采动影响双重作用下巷道变形严重,已影响到正常生产工作的接替。
3.2 叠加拱“长、短”密集锚索支护
结合围岩破坏情况与巷道控制策略,设计对巷道围岩实施叠加拱“长、短”密集锚索支护,支护方案,如图3所示。
巷道围岩较为破碎,巷道掘进后对其进行密集型锚索支护,形成承载结构的内部压缩拱;在此基础上,对巷道关键部位施以长锚索加强支护,强化原有压缩拱承载能力,并且新密集型长锚索又能形成较大范围的压缩拱,协调深部围岩保证浅部压缩拱的支护有效性。
3.3 支护参数
全断面短锚索打设数量为根,规格为17.8 mm×4 000 mm,间排距为800 mm×1 600 mm,上下帮角位置锚索各偏移30
~50 °。
金属网需具备一定的柔性,型号选用,网格为;钢带选用12~2 000 mm×1 000 mm,厚度为6 mm,排距控制在1 500 mm;梯子梁采用螺纹钢,直径可选用14 mm或16 mm,排距控制在1 500 mm,须保证梯子梁的搭接长度超过100 mm。
长锚索数量为5根,型号为17.8 mm×7 000 mm。
3.4 工程支护效果
对支护方案实施后围岩表面收敛位移进行观测,为期90天,结果如图4所示。
分析上图可知,巷道顶底板与两帮变形均较小,两帮变形量110~125 mm,顶底板移近量40~50 mm,巷道围岩变形均在安全允许范围内。
而由围岩变形曲线波动情况得到,围岩变形经历了三个阶段,即急速增长、缓慢增长和趋于稳定。
急速增长阶段(2 ~20 d),此阶段的围岩变形量占到了整个围岩变形量的多大部分,约为%。
缓慢增长阶段(20 ~60 d),这一阶段的两帮和顶底板变形量为20 mm和13 mm,表明:随着围岩变形,锚索支护阻力逐渐增加,提高了支护体的承载能力;变形稳定阶段的围岩变形速率及变形量均非常小,逐步达到稳定状态。
4 结语
巷道的破坏主要集中在帮角与底角位置,破坏形式以剪切破坏为主。
围岩浅层首先出现小范围的剪切破坏带,并随着时间的增加,剪切破坏带规模会逐渐扩大并相互贯通,形成大范围塑形破坏。
同时,巷道两帮变形不协调,顶板后期亦会出现明显下沉变形。
叠加拱“长、短”密集锚杆支护能够形成一个连续的承载结构,短密锚杆支护形成内承载结构;外部密集型锚索形成外承载结构,调动深部围岩承载能力,共同确保内承载结构的支护稳定性。
含春煤矿主要集运巷、沿煤巷支护实践表明,新支护方案实施后,巷道围岩变形得到有效控制(两帮收敛110~125 mm,顶底移近量40~50 mm),支护体受力情况良好,巷道未出现明显围岩变形及底鼓现象。
叠加拱“长、短”密集锚索支护在复杂条件薄煤层开采巷道支护中的应用具有推广价值,能够控制半煤岩巷道变形与稳定。