深部软岩地层中钢棚反拱支护实践
煤矿深部软岩巷道反底拱支护技术
性差 。
度 降低 ， 井 下巷道 卧底 时 的实 际破坏 状况 表 明 ， 井下
应 力型 底鼓 主要 显现 为层状 结 构底板 底鼓 。 （ ４ ） 巷道 未 进 行 底 板 支 护 ， 巷 道 拱 顶 和 两 帮 采 用 普通 的锚 网喷 支 护 强度 与 深 部 地 应力 相 比太 小 ， 所 以巷 道收 敛变 形 严 重 ， 巷道 多次 返 修 后还 是 处 于
观 测， 巷 道 平 均底 鼓 量 为 ９ ７ ｍｍ， 对 底 板 浇 灌 反 底 拱 前 后 巷 道 变 形 情 况 进 行 了对 比 ， 有 效 解 决 了矿 井深 部 极
软 岩巷道底鼓治理难题 。
关键词 ： 深部巷道 ； 底鼓 ； 反底拱 ； 钢 筋 混凝 土 ； 软 岩 中 图分 类 号 ： Ｔ Ｄ ３ ５ ３ 文 献标 志 码 ： Ｂ 文章编号 ： １ ０ ０ ３ —０ ５ ０ ６ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ７— ０ ０ ２ ７—０ ２
不稳 定状 态 。
＋ ５ ３ ５ ｍ 轨道 石 门在 掘进 期 间 ， 巷 道变 形 严 重 ，
具体 表 现为底 鼓 、 两 帮收 敛 、 肩 窝下 沉 ， 拱 顶 喷浆 体
３ 反 底 拱 支 护 设 计 及 施 工
３ ． １ 反 底 拱 支 护 设 计 方 案
收 稿 日期 ：２ ０ １ ４— ０ ２— ２ ５
次， 给掘 进任 务 的完成 带来 很大难 度 。
因此 ， 找 出适用 于该 类 型软 岩巷 道 的底鼓 控制 方 法 ，
提 出合 理 有效 的支 护 对 策 ， 有 利 于实 现 矿 井 巷 道 安 全、 高效 、 快 速 施 工 。该 矿 因地制 宜 ， 在实 践 中摸 索 和 引进 新技 术 ， 结合 矿井 现 场地 质条 件 ， 提 出深部 极 软 岩巷 道 反底拱 支 护 技 术 方 案 ， 应用该技术取得 了 较好 的控制 效果 。
深部软岩巷道支护技术思考
深部软岩巷道支护技术思考摘要：随着煤炭资源作为主要能源地位的不变，在很长时间内煤炭的需求量会保持不变。
但是我国现有煤炭开采的实际情况是，浅层煤炭资源已经被开采殆尽，煤炭开采面由浅入深，开采技术难度越来越大，安全生产系数越来越小。
厚煤层开采导致巷道周边岩体的应力明显增强，进而出现巷道的变形的情况。
巷道的变形为矿井安全生产埋下隐患。
所以要求我们必须加深对深部开采技术的的研究。
关键词：深部软岩；巷道支护；思考1现今煤层深部软岩巷道支护技术现状和问题不同开采条件的深部巷道在高应力作用下有其独特的破坏机理，采用通常的支护方法和手段，巷道支护效果条件差，巷道返修率高，永久性巷道支护后经常出现冒顶、片帮、底鼓等现象，需要多次维护与加固，维护工程量大，支护成本较高，巷道安全生产时刻受到严重的威胁。
深部巷道围岩的地质力学快速测试系统和高预应力、强力锚杆支护系统。
这种支护系统是目前较为有效的一种支护系统。
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，显著提高了巷道支护效果，能够在安全的情况下保证采煤面快速推进，大幅促进煤炭产量的提高。
锚杆支护只能对浅层煤矿巷道的变形起到防止变形的作用。
在深部条件下，巷道围岩出现高地应力，尤其是受到水平构造应力的影响很大。
许多在浅部煤层防治巷道变形的理论和支护手段都失效了。
由于高地应力没有作用在煤层巷道的一个水平面上，导致地应力大小不均，深部围岩体现出非线性大变形的特点。
由于深部复杂的地理环境导致深部巷道支护极其困难，厚煤层巷道变形益成为干扰井下正常安全生产的重大难题。
深部高地应力岩巷矿压显现具有明显不同于浅部的特点，巷道围岩承载力、地应力、巷道原支护结构、松动圈及顶板应力集中导致软岩巷道诱发大变形，地压大，巷道维护困难成为突出问题。
原有支护方式采用的锚杆支护材料强度与刚度小，预紧力低，初期锚固力低，支护效果差。
在集中应力的作用下，巷道围岩发生较大的变形，尤其表现为顶底板移近量加大、锚杆、锚网拉断、两帮内挤、巷道肩部破碎。
深部软岩巷道支护技术研究
深部软岩巷道支护技术研究随着我国各地大型基础设施建设和城市化进程的加快，深部软岩工程越来越多地进行施工。
深部软岩是一种弱可塑的岩层，其弱点在于易于变形和破坏，并且在岩石裂隙和孔隙中含有较多的水分。
因此，在深部软岩隧道施工过程中，支护和加固工作变得至关重要。
本文将探讨深部软岩巷道支护技术的研究。
一、深部软岩的特性及对地下工程的影响深部软岩是一种性质结构较为松散的岩石，通常因为受到各种外力的作用而引起变形和破坏。
这种岩石由于存在着许多的岩裂隙和孔隙，并且岩层中含有较多的水分，因此，在施工过程中对各种工程和机械设备带来了很大的影响。
深部软岩的变形特点包括：1、在过程中具有良好的延性和弹塑性；2、存在塑性变形和蠕变；3、容易出现冻胀和膨胀。
1、对岩石及周围土层的稳定性产生影响；2、使隧道直径变小，导致施工难度大；3、增加了隧道施工风险；4、增加了施工成本。
为了解决深部软岩施工中所面临的各种问题，人们提出了多种隧道支护技术，例如传统的液体注浆或混凝土衬砌，以及近年来流行的钢支撑和网片支护等。
这些方法在实践中证明，具有一定的优点和不足。
1、液体注浆液体注浆是一种配制可固化液体往岩层或隧道周围注入的方法。
注浆材料通常包括水泥和其他固化剂，在使用前需要先进行混合。
液体注浆的优点在于可以增加岩层或隧道的强度，防止其承受压力时发生破坏。
而其不足之处在于注浆材料可能会堵塞岩层中的孔隙和裂缝，导致岩石剪切的难度增加，同时设置注浆孔的成本也比较高。
2、混凝土衬砌混凝土衬砌是一种常用的隧道支护方法，可以隔离岩层和隧道内部，提高隧道的整体强度。
借助混凝土的压缩和弯曲强度，可以有效地改善深部软岩的变形行为，进而提高隧道结构的整体稳定性。
但是，混凝土衬砌的安装需要花费大量时间和人力，造价比较高。
同时，由于混凝土的膨胀系数和温度膨胀系数很大，需要对加固的同时考虑适当的膨胀量。
3、钢筋混凝土钢拱支护钢筋混凝土钢拱支护是一种较常用的方法，其结构包括拱形钢筋混凝土弓和支撑柱等。
深部软岩高应力回采巷道支护技术的研究与实践
旋锚杆顶锚杆规格1.smx o1 mm、 6 帮锚杆规格1. 6m又 16mm， 中 加钢带(宽0， 20)加网(中 m 、 14m 0.09 x o。 m)施工 3 m， 螺旋锚杆顶锚杆规格 1.sm 9 0 0 4、
x 中 mm、 锚 杆 规 格 1. 6m x 中 mm 加 网 6 1 帮 6 1
I .2 围岩特征
3)巷道围岩受到开采等外力影响， 作用于其上 顶应力大于煤、 岩本身抗压强度故而呈塑性变形状 态， 而随着巷道深度的增加， 地应力也增加， 因此呈 现不稳定的塑性体。 2 . 锚杆、 锚索支护技术 2. 1 改善305 区段3002 分层工作面支护形
式分析
巷道处于原岩地应力高应力区， 大雁矿区位于 伊一霍断裂间断折位点附近， 在区域地质动力场的 压扭作用下， 在伊一霍断裂间断折位点附近区域产 生高应力区， 同时还处于海拉尔断裂和伊敏断裂尖
锚杆规格 1. 6mx 中 16mm， 加钢带(宽0， 加)加网 (。 mm、 9 XO.0 m)施工18 m， 同时采用螺 4 1 0.0 9 0 3、
(① 14mm、 09 只 0. 0.ogm)施工gom， 并进行观测研 究， 其结果如表1、 表2。
表1
40 一98d( 功m) 垂直 水平
2 90
一 。 同
中图分类号:TD355.9 文献标志码:B 文章编号: 1008 一 0155(2006)05 一 00101- 03
大雁煤业公司二矿设计生产能力 150 万吨/ 年， 现已采到二水平 十250 水平， 以二矿二水平
30#2 分层305 区段综采工作面为例， 工作面回采
巷道没等圈完、 移交， 就开始前掘后翻， 回采时边采 边翻， 已严重影响到安全生产， 是大雁煤业公司二 矿巷道支护的一大难题。因此研究与探索二矿深
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。
软岩隧道中跟进式管棚超前支护施工技术
软岩隧道中跟进式管棚超前支护施工技术摘要：在处理软弱围岩隧道出现的塌方时,跟进式管棚是一项重要的施工技术。
结合达陕高速公路D10标金竹山隧道该施工技术的应用,重点对跟进式管棚技术进行分析和探讨,.以供同类工程借鉴和参考。
关键词：无缝钢管；偏心钻头；带管钻进1 概述由于深部岩体的工程地质环境非常复杂，导致其力学特性与浅部开采时的力学特性存在较大差异，而且随着开采深度的不断增加，再加上受到硬岩矿井向软岩矿井的转型影响，软岩问题会愈加严重。
当深部围岩处于软岩状态时，不利于施工，此时若依然采取适用于浅部开采的传统支护理论、设计方法及技术已经无法满足深部巷道支护的要求，特别是深部软岩巷道支护设计及实际需要，容易在开采过程中出现各种各样的不利影响，比如增加了硐室支护的难度、加大了破坏程度等，严重时甚至会影响生产和威胁安全。
面对这种形势，目前我国矿井的当务之急就是研究高效而经济的软岩巷道支护方法，以解决软岩隧道支护难问题。
2 跟进式管棚2.1工作原理管棚施工技术的工作原理是沿隧道轮廓线的上方，环向间隔一定的距离进行钻孔及送入无缝钢管，无缝钢管按一定规律打孔，借助注浆泵的压力，使浆液通过钢管渗透、扩散到地层孔隙或裂隙中，改善岩体物理性能，浆液固结后形成承载能力很强的棚式超前支护，能够有效控制岩体下沉，保证下方掘进的顺利施工。
2.2工艺流程(1) 管棚钢管采用壁厚为8 mm 的<108 mm 无缝钢管。
导向墙分三段按顺序施工,并同时预埋管棚导向管。
孔口位置在第一、三段沿隧道拱部开挖轮廓线250 mm 布置;第二段沿隧道拱部开挖轮廓线100 mm 布置。
钢管分节安装,两节间用螺纹长度为150 mm 的丝扣连接,相邻两根钢管的接头错接长度为1.0 m 。
(2) 从管棚导向管定位处钻孔。
钻孔时将钢管随钻头一起钻入地层内,达到设计深度后停机,钻头与钢管、钢管之间用丝扣连结。
注浆管上有<10 mm 以200 mm梅花型布置的注浆孔,钢管尾部(孔口段)2.0 m 内无孔,为止浆段。
煤矿深部软岩支护技术探讨
煤矿深部软岩支护技术探讨随着煤矿深部开采的不断加深，软岩顶板支护问题逐渐凸显出来。
软岩层具有岩屑的强度和岩层的变形性能，易受到采煤工作面周围地应力的影响，容易发生塌方、滑坡、地压突出等地质灾害。
为了确保煤矿深部开采的安全高效进行，如何解决深部软岩支护技术问题成为了矿业工作者们亟待解决的难题。
本文将探讨煤矿深部软岩支护技术，并提出相关的对策。
一、软岩特点煤矿深部软岩通常指花岗岩、片岩、砾岩和泥岩等岩层。
这些岩层的最大特点就是岩石松软，存在着破碎和变形的特性，其强度和稳定性均较差。
软岩层还容易与水分结合，使得软岩层具有较强的胶结作用和吸湿性。
这就给软岩顶板支护带来了更大的困难。
二、软岩支护技术探讨1. 顶板支护方式选择采用合适的支护方式是保证软岩层煤矿深部开采安全的基础。
在软岩层的顶板支护中，应根据不同的地质条件、开采方式和支护材料等进行选择，以此保证支护结构的稳定性和可靠性。
通常采用的支护方式有锚杆支护、木方支护和钢支架支护等。
锚杆支护是一种简便易行、支护作用显著的方式，逐渐成为软岩层顶板支护的主要方式之一。
2. 支护材料选择在软岩层顶板的支护中，材料的选择至关重要。
传统的木方支护已经不能满足深部软岩层的支护需求，因为木方支护对于软岩层的变形和破碎性能较差，易使支护结构产生变形、松动等现象。
目前较为常用的支护材料是钢支架和钢筋混凝土支柱等，它们的强度和稳定性较好，能够较好地应对软岩层的支护需求。
3. 预防措施为了更好地保障软岩层的支护效果，可在软岩层的顶板支护中增加预防措施。
具体可采取以下措施：一是通过合理的支护结构设计和合理的支护参数设置，保证支护结构的整体稳定性和可靠性；二是通过加固岩体、改善岩体稳定性，提高软岩层的整体强度和稳定性，减少地质灾害发生的可能性；三是通过科学的通风与排水工程设计，减少地质灾害的发生概率。
1. 加强监测在软岩层的顶板支护过程中，应加强对支护结构和周围地质环境的监测，实时掌握支护结构的变形和受力情况，及时发现问题，采取相应的措施。
反底拱技术在深部软岩石门大巷中的应用
反底拱技术在深部软岩石门大巷中的应用【摘要】针对国投新集刘庄煤矿西区2#轨道石门底膨量大，本文分析了刘庄煤矿井下底膨基本形式及影响因素，提出了采用底板浇灌钢筋混凝土反底拱联合加固技术防治破碎软岩巷道底膨的方法，通过对巷道底板浇灌反底拱前后底膨量分析对比，该技术有效地解决了刘庄煤矿西区深部极软岩石巷道底膨治理难题。
【关键词】深部巷道；软岩；底膨大；反底拱；钢筋混凝土国投新集刘庄煤矿位于安徽省颍上县境内，刘庄煤矿西区2#轨道石门标高在-747.8m～-744.1m，该煤矿属深部开采，地压大。
该石门巷道顶、帮已采用内锚外架联合耦合支护，从支护效果上看，对顶板、帮控制巷道变形较好。
但底板岩性状况及其它复杂因素影响，巷道膨底较为严重，膨底量达350mm/月以上，严重影响运输、通风、生产安全。
另外，频繁的起底，还会对周围附近的巷道造成不利的挠动。
1 地质状况根据地质资料显示该石门围岩均为泥岩、砂质泥岩、泥质粉砂岩，自身强度低、硬度低，加之富含伊利石、高岭土、蒙脱石等软岩矿物，遇水后极易泥化、软化、膨胀、崩解，强度、硬度、承载能力进一步下降。
2 巷道底膨破坏原因（1）围岩自身岩性物理力学性质影响。
由于采深大，上覆岩体自重应力远大于该巷围岩泥岩、泥质粉砂岩自身仅有的1～2Mpa岩体强度，硬度较低，在外来压力、应力的作用下极易发生塑性变形、流变。
（2）水的影响。
围岩富含伊利石、高岭石等软岩矿物，极易泥化、软化。
软岩矿物遇水后强度进一步降低、膨胀，造成底膨、变形、损坏。
（3）支护结构影响。
开放式支护结构，无反底拱支承结构，无法发挥整体支护效果。
巷道周围外来压力必然从支护最薄弱的环节（无支护的底板）做突破口，首先表现就是底膨的显现。
3 支护设计及参数为了达到底板与帮顶支护强度，在承载通风、运输咽喉要道系统大巷实行抗压支护形式选择，底板设计反底拱梁+钢筋混凝土支护形式。
反底拱梁距和棚距一样达到450mm，反底拱梁上沿距底板1650mm，反底拱掘深到腰线往下3075 mm，反底拱梁净深为2775 mm。
煤矿深部软岩巷道支护方法浅探
煤矿深部软岩巷道支护方法浅探发布时间：2022-09-01T12:36:42.572Z 来源：《科技新时代》2022年2月3期作者：秦振新[导读] 巷道支护要结合实际情况践行过程化分秦振新中煤第三建设（集团）有限责任公司摘要：巷道支护要结合实际情况践行过程化分析，全面建立多元应用模式，保证相应的支护设计方案都能发挥其实际作用，提升支护效果的同时，减少安全隐患造成的损失。
为此，文章就煤矿深部软岩巷道支护方法展开探究。
关键词：煤矿；深部开采；巷道；支护方法1.软岩概述较为常见的软岩主要分为两类。
第一类是地质软岩，其具有强度较低、空隙率较大的特点，并且围岩结构的胶结效果较差，加之结构面切割或者是风化因素造成的影响，就会出现大量膨胀性黏土矿物，因此，将松散软弱岩层统称为地质软岩。
第二类是工程软岩，在巷道工程力的实际作用环境中，工程岩体出现异常的变形，此时，巷道工程力会集中作用在岩体位置。
与此同时，应力水平的增高，也会提升塑性变形的强度。
2.煤矿深部软岩巷道支护方法(1)明确支护原理针对煤矿深部软岩巷道的情况和特点，完善相应的支护方案，保证支护效果不仅能有效对围岩予以控制，还要对支护时间予以控制。
所谓最佳支护时间，就是将围岩自撑力和以变形为形式转化的工程力达到最大，确保最佳支护时间能满足工程实际需求。
本文以XC煤矿工程项目为例，工程项目SX层为可采煤层，平均厚度为7.1m，并且区域内地质储量较好，可供开采的煤矿储量约为6700万吨，分为东西两区。
其中，东区的倾角为15°以上、西区的倾角为15°以下。
结合煤矿企业制定的基础计划，需要对其进行水平方向的拓展，为了保证稳定性，要对深部开采软岩巷道进行变形控制，主要是因为检测发展拱部喷体出现了锚索、锚杆断裂的问题，且变形下沉量超过400mm。
另外，深部高应力软岩巷道支护处理工序中，巷道在开挖处理工作结束后，围岩的应力参数会重新布局，应力高度集中时巷道围岩进入塑性状态，而在应力向着纵向深层次区域偏移后，其应力的集中度就会随之降低，围岩的强度则会优化。
反底拱支护技术在软岩扩修巷道中的应用
支 护 ， 支 护 方 式 提 高 了巷 道 的支 护 强 度 和 稳 定 性 ， 善 了原 支 架 的 支 护 面 貌 ， 本 能 够 抑 制 围 岩 变 形 引 起 该 改 基 的 支 架 变形 与 失修 破 坏 ， 长 了服 务 周 期 ， 证 了巷 道 稳 定 ， 得 了 良好 的技 术 经 济 效 果 。 延 保 取
期间， 曾采取 壁 后注 浆 ＋支 架底 部 整 体 联 锁 支 护措 施， 维修 后仍 不 能控 制支 架扭 曲 、 形和支 架 整体下 变
沉 的现 象 ， 道 无 法 满 足正 常 使 用 需要 。施 工后 观 巷 测结 果 显示 ， 道扩 修 １ 巷 ｄ后 ， ２ 每 ４ｈ顶板 下沉 及底 板底 鼓 ｌ ０～２ ０ ｍｍ， 帮 以 ２ 两 ０～３ ／ ０ ｍｍ ｄ速 度 收 敛， 拱架 开始 变形 ， 面缩 小 。支 架破 坏 的特点 是支 断 架先 由超 挖 小 的地 方受 力 ， 然后 超 挖 大 的 地方 开 始
区域 的岩 层 屈 服 进 入 塑 性 状 态 ， 而 形 成 塑 性 区 。 从
・
６１ ・
２１ ０２年第 ２ 期
中 州煤 炭
总第 １４期 ９
软 岩巷 道 的失 稳 和破 坏 是 一 个 循 序 渐 进 的力 学 过
程， 当巷 道周 围煤 岩遇水 或 吸湿后 将 吸水 膨胀 ， 量 其 值 可能 远大 于 围岩 的弹 塑 性及 碎 胀 变 形 量 之 和 ， 由 此 产生 的膨胀 性变 形压 力是 软岩 巷道支 护破 坏 的重 要原 因 。如果 不 采取 有 效 支 护 措施 ， 必造 成 支 架 势
件越 来越 复杂 ， 使用 ３ Ｕ 型钢 三 心拱 支 架 支 护强 现 ６
度不够 ， 效果 不理 想 ， 变形 、 损坏严 重 ， 支护 服务 周期 短 ， 修 频繁 ， 扩 大采 深 软岩 巷道支 护成 为制 约矿 井安
软岩巷道圆形棚反底拱锚注支护技术应用
［ 关键 词 ］ 软 岩巷 道 ； 圆形棚 ； 底拱 ； 注支护 反 锚 ［ 中图分 类号 ］Ｔ ５＋ ［ 献标 识码 ］Ｂ ［ Ｄ３３． 文 ５ 文章 编 号 ］１７ －９３２１）４０４ －２ ６２９４ （０ ０ －０１０ １ 形 和损坏 。 为严重 的是北 采 ５０轨 道运 输 石 门 ， 最 ２
高岭土 、 蒙脱石等软岩矿物 ， 遇水后极易泥化 、 软 化、 胀、 解， 膨 崩 强度 、 度 、 硬 支承 能力 下 降 ， 致 已 导
施 工 和 正 在施 工 的巷 道 出 现不 同程 度 的底 鼓 、 变
度 ， 大 了破碎 松 动 圈范 围 ， 加 了围 岩塑 性变 形 扩 增
的程度等工程质量 因素也是造成巷道底鼓变形破
解， 造成 巷道 的底 鼓 、 变形 、 坏 。 损
（） ４ 支护 方 案 和工 程 质量 的影 响 。开 放 式 支
软 化系数 为 ０２ ， ． 底板 泥 岩软化 系 数 为 ０４ ， 的 ２ ．１煤
软化 系数 为 ０７ ， ． 为典 型 的软岩 。 ７ 由于巷道 围岩 均 为泥 岩 、 质 泥岩 、 质粉 砂 砂 泥
护结 构 ， 无反 底拱 等 支承结 构 ， 法发 挥整 体 支护 无
效 果 ； 岩 与支 护 体 ， 围 支护 体 间 刚 度强 度 不 耦 合 ，
变形不 协 调 。
岩等 软岩 ， 自身强度 、 度较 低 ， 硬 加之 富含 伊 利石 、
另外 ，光 爆成 型差 ，加大 了对 围岩 的破坏 程
量 人力 、 财力 、 力 的浪 费 ， 矿井 开拓 掘进 、 物 给 安全 生产 、 质量标 准 化建 设造 成极 大 的 困难 ， 打乱 了矿 井 正 常 的开 拓 布局 ， 制约 了矿 井生 产 。
深井高地压软岩硐室围岩稳定控制技术创新与实践
个 ２０ ｍ； 分普通钢管加工 ， ２５ｍ 注浆终压 为 长 ０ ０ ｍ； 为 了生产和安全使用需 要 ． 必须对 变电所硐室重 新修护 ． 取一 ２ ２０ｍ 注浆管采用 ４ 采 ５Ｏ ． ＭＰａ 种能有效 的控制底鼓和帮顶变形 的方案 。 ２１ 优化分析 ． ３ 现 场 施 工及 安 全 事项 因巷 道所处 位置 、 岩性 、 受影 响 因素 与 同水 平 临近的西 一 、 二 西 ． １－ 轨道大巷相似 ．我们 可以借 鉴轨道大巷巷修 的经验来设计 本次 ３１ 施 工 顺 序 １２ 先按 照设计 图纸 、 中腰 线将 巷道刷扩后 ， 采用外锚 网（ ） 护一 索 支 方案 。 含底拱梁 ） 一施工底梁钢筋一 浇注底板混凝土一帮部扎钢 筋 、 立 １采用锚 网（ ） 喷注浆或架棚 （９ 、６ ） 锚索＋ ） 索 ＋ ２Ｕ ３Ｕ ＋ 喷注浆效果均 套棚 （ 浇注混凝土一顶部扎钢筋 、 立模 、 浇注混凝土一拆除模板一 帮顶深 不 理想 ， 维持一段 时间继续被破坏 ， 巷道 返修率 高 ． 对生产和安全影响 模 、 孔 注浆一底板二次抹面 大。 ． ２ ２采用外锚 网（ ）套棚＋ ） 索 十 锚索 ＋ 喷注浆支 护 。 支护效果要 比上述 ３ 现场施工几点经验 １严格按照设计要求将巷道刷扩到位后 ， ） 方可支护。 两 种方案都好 ， 维持时间也较 长 ， 但还是会被破 坏 ， 一旦被破坏后整段 ２ 立摸骨腿 、 ） 圈骨间距 １ 模板采用 １ ０ ｍ宽木料 或槽 钢加工 。 ｍ， ０ｍ 巷道变形 、 破坏速度急剧加快 ． 也没能从 根本上解决支护 的难题 。 ３ 借鉴其他 深井 地压治理 成功经验 ， ） 经专 题分析会研究 ． 认为本 顶部施工必须搭设好脚手架 ３ 加强混凝土输送 泵使用 的管 理 ． ） 若发生堵管 采用敲击法 处理 ． 次巷修方案一定要加大强度、 治住底鼓 、 要有效 的控制 帮顶变形 。 最终 我们选择外锚 内架＋ 钢筋混凝土支 护 ． 底板设置钢筋底 梁和 ３ Ｕ型棚 拆管路 时人员要避开接头处 ６ 反拱梁控制底鼓 ４ 加强混凝土施工 质量管理 ． ） 尤其 是接茬处施 工质量 ． 格按技 严 术要求施 工． 避免 出现裂缝 。 ２２ 支 护 原 理 ． ５ 顶帮模板 必须加 固到位 ． ） 避免发生浇灌时跑模发生 之前的支护方案 ．我们忽视对底 板支护或底板支护强度不够 ． 巷 ６浇灌混凝土 时 ． ） 作业人员应佩 戴眼镜 防护 罩 ． 避免施 工伤害眼 道（ 硐室 ） 底板 开始破坏 ， 自 从而导致整体 支护失效 ， 次方案加强 了 本 睛。 对底板的支护 顶帮支护 ： 延续 了外锚网ｆ ）套棚这种复合支护的优点 ． 索 ＋ 加强 使 ４ 支护效果分析 用 了钢筋混凝土支护 ． 提高的支护强度。 底板支护 ： 采用封闭式马蹄形 Ｕ型棚 ， 通过反拱梁控制底鼓 ： 置 设 为 了了解支 护效果 ， 我们 在变电所 开展 了围岩检测 工作 ， 时掌 及 钢筋混凝土暗梁 ， 加强反拱强度 ； 施工反拱型钢筋混凝土 ． 高整体底 握帮顶变形情况。观测点布置采用 十字布点 法观察 。 提 板支护强度 硐室于 ２ １ 年 ４ ０１ 月底完工 ． 通过半年连 续检测发现 ． 巷道基本上 ２３ 支护方案 － 无变化 。 本次方案采用 ， 巷道顶帮采用锚网索支护 ， 内套 ３ Ｕ型棚 ． ６ 再施工 ５ 结 语 钢筋混凝土 ， 最后深孔注浆 ： 板设计 钢筋混凝土底梁 ．６ 底 ３Ｕ型棚反拱 梁， 钢筋混凝土反拱梁支护 。设计变 电所巷修后 ． 净宽Ｘ 净高： ． ４ ５１ 变 电所 硐室顶帮采用 锚网索支护 ， ４ ｘｍ． ． ８ 内套 ３ Ｕ型（ ６ 下转第 ５ ５页 ） ８ 混凝土＋ Ｕ型棚 壁厚 ４ ０ ｍ． ０ ｒ 外锚网厚 ５ ｒ ａ ０ ｍ。 ａ
煤矿深部软岩支护技术探讨
煤矿深部软岩支护技术探讨随着国家对煤矿安全和生产环境的要求不断提高，煤矿深部开采安全问题逐渐受到重视。
而煤矿深部软岩围岩的支护，是研究煤矿深部开采安全问题中的重要方面。
本文将对煤矿深部软岩支护技术进行探讨。
煤矿深部软岩支护技术的发展历程可以分为三个阶段：1. 初期阶段20世纪80年代后期至90年代初期，采用了传统的支护方法，例如：木材支架、钢材支架、预制钢筋网、钢丝网等，但这些方法的应用范围受到限制。
90年代初期至21世纪初期，开始研究新型的支护技术，例如：钢网拱、钢管拱、高密度聚乙烯支架、带倾角杆的矩形钢管拱等，使得软岩支护技术的应用范围得到拓宽。
3. 现代阶段21世纪至今，研究更加先进的支护技术，例如：基于聚合物的支护材料、膨胀性材料、压缩性材料等新型材料应用，以及人工智能技术在软岩支护中的应用等，使得软岩支护技术在煤矿深部开采中发挥了重要作用。
1. 新型支护材料的研究和应用2. 针对特殊岩体的支护技术研究针对不同特性的软岩岩体，研究针对性的支护技术。
例如：针对具有节理的软岩岩体，采用钢板夯实、钢丝网封闭、钢管加强等支护方法；针对具有难度高的重力体软岩岩体，采用倾斜杆支护技术等。
3. 可持续性的支护技术研究研究具有可持续性的支护技术。
例如：采用再生材料、可降解材料等环保材料，以及采用可回收的支护材料等技术，保护环境，降低支护成本。
研究智能化的软岩支护技术，例如：采用传感器、网络、自适应控制等技术，实现煤矿深部软岩支护的实时监测和自动控制，提高支护的效率和安全性。
三、结论煤矿深部软岩支护技术是当前煤矿深部开采安全中的关键技术之一，随着科技的不断进步和人们对生产条件和环境的要求不断提高，软岩支护技术也在不断发展和创新。
我们相信，在专家学者和工程师的共同努力下，煤矿深部软岩支护技术必定会取得更大的突破和进展。
反底拱支护技术在深部软岩巷道应用研究
反底拱支护技术在深部软岩巷道应用研究作者：吴青来源：《丝路视野》2017年第07期【摘要】+535轨道石门在掘进期间底鼓明显，底鼓量达900mm/月以上。
经多次卧底修护，仍不能满足矿井基本建设需要。
本文分析了该矿井下巷道底鼓的基本形式及影响因素，提出了采用底板锚杆与浇灌钢筋混凝土反底拱联合加固技术防治破碎软岩巷道底鼓的方法，对通过对试验段进行巷道位移观测，巷道平均底鼓量为97mm，有效的解决了矿井深部极软岩巷道底鼓治理难题。
【关键词】深部巷道；底鼓；反底拱；钢筋混凝土；软岩一、概述据某矿近几年统计分析，该矿在掘进施工过程中不进行底板加固的深部巷道的顶底板移近量和两帮收敛的30%都是由底鼓导致的，底鼓造成的巷道维修量占巷道总维修量的一半以上。
巷道的底鼓问题成为严重影响矿井正常生产和安全的重大问题。
因此，找出适用于该类型软岩巷道的底鼓控制方法，提出合理有效的支护对策，有利于实现矿井巷道安全、高效、快速施工。
该矿因地制宜，在实践中摸索和引进新技术，结合矿井现场地质条件，提出深部极软岩巷道反底拱支护技术方案，取得了较好的控制效果。
二、工程地质概况矿井+535轨道石门，巷道全长860m，埋深750m，采用锚网喷联合支护。
巷道掘进过程中主要揭露了细砂岩和泥岩，抗压强度均在7～17 MPa。
岩石主要矿物成分为粘土矿物和石英，平均含量分别为55%和44%。
其中粘土矿物主要是高岭石、伊/蒙混层和伊利石等矿物，平均含量依次为44%、40%和14%，矿物颗粒中间有较强的膨胀性，即遇水后颗粒水膜加厚、吸水性大、易软化、强度和稳定性差。
+535轨道石门在掘进期间，巷道变形严重，具体表现为底鼓、两帮收敛、肩窝下沉，拱顶喷浆体爆皮涨裂严重。
巷道断面缩小平均45%，轨道弯曲变形，不能通车，底板岩石泥化严重，给正常施工带来极大的安全隐患。
每隔15天就要卧底、整理轨道一次，给掘进任务的完成带来很大难度。
三、巷道底鼓原因分析巷道内岩石的扩容、膨胀是引起巷道底鼓的主要原因。
深部地层巷道围岩稳定与支护技术的应用
深部地层巷道围岩稳定与支护技术的应用平煤六矿北二进风井二期工程埋深约1020m（标高从+141.3～-878.7m），其中中央泵房、变电所硐室由于埋深大、地应力大，加上岩层具有松软和遇水膨胀等特点。
导致硐室围岩变形严重，拱顶开裂、两帮位移和底鼓都非常明显，通过组合锚索支护及壁后注浆，提高了围岩强度，遏制了巷道（硐室）再次变形。
标签：组合锚索；壁后注浆1.工程概况平煤六矿北二进风进井底中央变电所和泵房及其通道全长163.5m，原支护采用“锚网喷+锚索”联合支护方案，锚杆选用φ22×2800mm高强树脂锚杆，间排距700mm×700mm，每孔配3卷Z2335型树脂药，锚杆固力不小于50kN：锚索为φ17.8×8000mm，每排7根，间排距1400mm×1400mm，每根锚索配5卷Z2840型树脂药，锚索预紧力不小于100kN：金属网采用φ6mm的冷拔钢丝网，网格80mm×80mm，网面之间搭接100mm，喷浆厚度T=150mm，混凝土强度C20。
2.巷道破坏原理六矿北二进风井井底中央变电所和中央泵房开挖后，虽然采用高强度锚杆、锚索和钢筋网联合支护，但经现场调研发现硐室变形非常严重，两帮挤进突出，底鼓量大，根据巷道围岩应力环境和围岩岩性综合分析，巷道破坏的主要原因有以下几点：①围岩强度较低，且节理裂隙发育，自稳能力差。
②埋深大，地应力大。
③锚杆支护参数不合理。
④水平应力大导致底鼓现象突出。
3.施工方案及施工方法3.1施工支护方案针对中央泵房、中央变电所底鼓，侧压导致的巷道破裂，决定决策以下方案进行施工修复，以提高工程质量和稳定性。
维修施工时要求按照从外向里，由顶到帮，逐排进行的原则进行施工。
即从井底中央泵房、变电所起点位置向南进行维修施工。
巷道维修要求对变形段重新进行锚网喷支护，并保证井底中央泵房、变电所原设计断面。
巷道要求全断面进行锚网喷+锚索支护，然后巷道注浆+注浆锚索支护。
深部软岩巷道支护耦合转化技术研究
深部软岩巷道支护耦合转化技术研究在煤炭开采等地下工程中，深部软岩巷道的支护一直是一个极具挑战性的难题。
深部软岩巷道由于所处的地质环境复杂，岩石强度低、变形量大，传统的支护方式往往难以达到理想的效果。
为了保障深部软岩巷道的稳定性和安全性，支护耦合转化技术应运而生。
深部软岩巷道的特点决定了其支护的复杂性。
首先，深部的高地应力使得岩石处于较高的压力状态，容易发生变形和破坏。
其次，软岩本身的强度低、孔隙度大，其力学性质不稳定，容易受到外界因素的影响。
再者，巷道开挖后，原有的应力平衡被打破，围岩应力重新分布，导致围岩变形加剧。
传统的支护方式如锚杆支护、喷射混凝土支护等，在面对深部软岩巷道时存在一定的局限性。
锚杆支护虽然能够提供一定的锚固力，但对于大变形的软岩巷道，锚杆可能会被拉断或者失效。
喷射混凝土支护能够封闭围岩表面，但无法有效控制围岩的深部变形。
支护耦合转化技术则是一种综合性的解决方案。
该技术强调支护结构与围岩之间的相互作用，通过合理的设计和施工，实现支护与围岩的协同变形和承载。
在支护耦合转化技术中，关键在于对围岩变形的合理控制。
一方面，要允许围岩在一定范围内发生变形，以释放部分地应力，避免支护结构承受过大的压力。
另一方面，又要对围岩的变形进行有效的限制，防止过度变形导致巷道失稳。
这就需要根据具体的地质条件和工程要求，确定合理的支护时机和支护强度。
为了实现这一目标，需要对围岩的力学性质和变形规律进行深入的研究。
通过现场监测、实验室试验等手段，获取围岩的物理力学参数，建立准确的力学模型，为支护设计提供依据。
在支护结构的选择上，通常采用联合支护的方式。
例如，采用锚杆、锚索、金属网、喷射混凝土等多种支护手段相结合，形成一个整体的支护体系。
锚杆和锚索可以提供深部锚固力，限制围岩的深部变形；金属网可以增强支护结构的整体性，防止围岩的局部破坏；喷射混凝土则可以封闭围岩表面，防止风化和水的侵蚀。
同时，施工工艺和质量控制也是影响支护效果的重要因素。
深部软岩巷道支护技术论文
深部软岩巷道支护技术论文摘要：经过第一次支护，围岩变形能得到释放，等围岩变形速度基本达到稳定后，进行注浆和锚杆支护，根据现场的测量和数据分析，围岩变形速度基本达到稳定状态的时间至少为巷道挖掘1个月后。
0引言随着经济的发展，我国的矿山资源开采日益增多，导致浅部矿产资源的减少，很多矿山的已经进入了深部开采。
在国外的一些国家，如俄罗斯金属矿的开采最深已经达到了2000m，而印度和南非的金矿开采最深已经达到了4000m。
我国煤矿的开采深度也逐渐增年，增加的速度为8-12/m，部分煤矿开采地区如开滦、平顶山、徐州等地其开采深度已经超过了1000m。
深部开采的矿区，岩层具有软岩的特性，巷道围岩一直处于变形的状态。
在目前的矿区开采过程中，深部巷道大变形已经成为主要影响深部工程安全的因素之一，所以深部软岩巷道的稳定问题成了国内外研究的重点。
1深部软岩巷道支护技术根据支护和围岩的相互作用实质，深部软岩巷道的支护技术的可以分为3个阶段：第一阶段为砌碹和金属支架等支护形式。
砌碹主要是采用建筑材料水泥砂浆黏结料石组成承载体，这种承载体一般呈封闭形或者是拱形，可以承受围岩形变产生的压力。
实践结果已经表明，随着围岩荷载的增大，砌碹表现出的承载能力也随之提高。
但是随着目前矿山开采深度的增加，砌碹出现的问题也越来越多，加固双层甚至三层碹体仍然不能满足部分软岩矿井的要求，并且碹体经常由于承载力而遭到破坏，所以对于一些地质条件复杂或者是高应力的软岩巷道不能采取砌碹支护形式。
金属支护形式属于被动支护的范畴，巷道围岩表面放置支架，通过支架提供的外力起到支护的作用。
支架分为刚性支架和可缩性支架，刚性支架会产生一种径向约束力，通过这种力的作用平衡围岩的变形压力，从而减少围岩形变的发生；可缩性支架大大提高了软岩的适应性，利于实现让支平衡，但是随着开采深度的断加，需要对围岩的变形采取控制措施，需要大的支架，支护费用也随之提高，支护效果的改善却一般。
软破围岩巷道掘进中钢拱架复合支护工艺的应用
软破围岩巷道掘进中钢拱架复合支护工艺的应用张永贵;郭建江【摘要】随着开采深度的不断加大,用沙坝矿部分巷道围岩软弱破碎且具有高应力、流变、大变形等特点,该巷道在原锚网喷支护下破坏较严重、变形量大.根据该矿围岩的工程特性,通过对多种支护方案进行对比分析,推荐采用钢拱架+边墙浇灌+锚网喷的复合支护方案,并详细分析了该方案的支护设计参数和施工要点.数值模拟和现场工业性试验表明,该支护方案可显著地控制围岩变形,具有良好的支护效果,可供类似矿山借鉴.【期刊名称】《现代矿业》【年(卷),期】2017(000)007【总页数】3页(P252-254)【关键词】钢拱架;锚网喷;复合支护工艺;巷道掘进【作者】张永贵;郭建江【作者单位】贵州开磷控股集团矿业总公司;贵州开磷控股集团矿业总公司【正文语种】中文为加强软弱破碎岩层喷锚支护中喷射混凝土的强度和刚度，用以支承巷道爆破掘进后产生的早期荷载，一般采取钢拱架+喷锚网复合支护工艺[1]。
由于钢拱架架设后即可承载，且承载能力较高，因此在软破岩层巷道掘进中得到了普遍应用。
钢拱架包括U形钢拱架、工字钢拱架、钢筋格栅钢拱架等。
而在钢拱架支护中，具有独立承载能力、刚度较大等优点的工字钢拱架应用最为广泛，一般来讲，钢拱架施工泛指工字钢拱架。
根据现场实际情况，合理选择钢拱架的型号以及复合支护型式、参数，正确指导施工，确保复合支护有效、可靠地工作，对于加快巷道掘进速度，减少返修量，确保施工作业安全大有裨益[2]。
本研究以贵州用砂坝矿为例，针对该矿巷道围岩特性，为确保掘进巷道围岩稳定，对相应的支护方案进行设计并进行优选。
贵州开磷有限责任公司主体矿山包括用沙坝矿、沙坝土矿、马路坪矿、青菜冲矿。
其中，用沙坝矿段地表标高约1 350 m，目前深部已掘进至700 m水平，相对开采深度达到近650 m。
该矿生产能力200万t/a，采用平硐+斜坡道开拓方式，布置于脉外的主要运输平巷及斜坡道采用直墙三心拱断面，规格为4.2 m×3.5 m，掘进凿岩采用阿特拉斯产H281浅孔凿岩台车。
- 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)。
深部软岩地层中钢棚反拱支护实践武继森,闫加满,姜 浩,朱江伟(龙口矿务局洼里煤矿,山东龙口265700)[摘 要] 文章对洼里煤矿-250水平巷道所采用的各种支护形式进行了综合分析,认为钢棚反拱支护形式较好地适应了洼里煤矿-250水平巷道的施工,在实践中取得了较好的经济效益。
[关键词] 软岩地层;钢棚反拱支护;刚柔相济;抗让结合[中图分类号]T D353+12 [文献标识码]B [文章编号]100626225(2000)增20041203[收稿日期]2000-10-20[作者简介]武继森(1971-),1996年毕业于中国矿业大学采矿工程专业,现在洼里煤矿技术科从事技术工作。
1 矿井及地质概况龙口矿务局洼里煤矿井田由洼里区和乡城区两部分组成,设计-108水平和-250水平2个生产水平,煤1、煤2为可采煤层。
-108水平基本回采完毕,现生产水平为-250水平,其可采煤层为煤2。
煤1全区稳定可采,平均厚度1180～1190m ,为3层式结构,即2个煤分层,中间夹油页岩,乡城区煤1平均厚度1183m ,一般有2层夹矸。
洼里区煤1顶板为含油页岩,厚度2147～11199m ,平均厚度6194m ,乡城区煤1顶板为次含油页岩,厚度为1129～4190m ,局部为炭质泥岩,含油泥岩,粉沙岩。
煤1顶板膨胀性强,高岭土含量最高达40%,硬度系数为f =015～019。
洼里区煤1底板为次油页岩、含油泥岩,厚016～313m ,平均厚度1156m ,乡城区煤1底板为含油泥岩,厚度一般为2m 左右。
煤1底板膨胀性强,硬度系数为f =017左右。
煤层顶板和底板暴露在空气中易风化、吸湿、潮解,进而软化、泥化,属典型的三软岩层。
2 -250水平巷道以往主要支护形式同-108水平相比,-250水平巷道矿压显现较明显,如在-108水平运用较多的锚杆支护已不适用于-250水平。
在近几年-250水平巷道的施工过程中,以D216m 料石圆碹支护形式为主,并进行了多种支护形式的改革试验,如锚喷反拱支护,钢棚支护,钢棚条带碹支护等支护形式。
211 锚喷反拱支护1999年在-250水平进行了螺旋锚杆(全长锚固)反拱喷浆联合支护试验。
试验段底板标高为-250m ,设计支护断面为210m ×210m (净宽×净高)的矩形断面,采用螺旋锚杆、挂网喷浆、反底拱联合支护,实验长度52m 。
同D216m 料石圆碹支护形式相比,此种支护形式一是巷道单进高,相同条件下,单进比D216m 料石圆碹提高30%～40%;二是巷道断面利用率高,D216m 料石圆碹巷道断面利用率为54%,锚喷巷道断面利用率为70%。
但施工中存在较多问题:一是因煤层顶板111～112m 处有一层100～200mm 厚的坚硬结核石,推进螺旋锚杆困难;二是由于煤壁易片帮,巷道成形不好,使喷浆材料投入较多;三是后期变形较大,巷道经多次复喷后,断面大大减少,且巷道综合成本高于D216m 料石圆碹巷道,所以难于进一步推广使用。
212 钢棚支护原主要在-108水平巷道中使用比较成功,但在-150m 水平以下部分巷道施工较困难,巷道短期内发生较大变化,如2000年6月,在12101工作面近切眼段的运输巷施工80m ,巷道净断面为梯形,面积3133m 2,棚间距015m ,棚下穿直径350mm 的铁鞋,用背板背帮背顶。
巷道在施工后3d 即出现底鼓、棚腿内挤现象,给以后的掘进与工作面回采带来较大困难,这种支护形式不能适用于-250水平巷道的施工。
213 条带碹支护14条带支护指3～5m的料石圆碹支护,间隔1m 左右钢棚支护的联合支护形式。
砌碹段为岩石应力抵抗主体段,钢棚支护段为岩石应力缓冲段,这种支护形式在试验中取得了一定的成功。
如1999年3月在-290水平采用钢棚条带碹形式支护120m,到2000年3月份工作面回采时,除局部巷道底鼓较重、少量片帮外,无大的变化,满足了安全生产需要。
但这种支护形式未采用全封闭,钢棚段巷道易底鼓,且同2000年施工的钢棚反拱巷道相比,单进偏低,成本偏高。
214 料石圆碹支护无论煤1与煤2都较成功,是本矿的主要支护形式。
但是料石圆碹支护存在施工速度慢,料石回收率低,单进水平低等缺点。
从以上各种支护形式分析来看,各有优缺点。
料石圆碹支护强度大,但成本高,单进低;钢棚支护成本低,单进高,但支护强度低。
根据软岩巷道的矿压显现规律,在生产实践中,将以上2种支护形式有机结合起来,进行优化组合,一是料石条带碹支护,如上所述,已取得一定的成功;二是钢棚反拱支护,经实践证明,同样取得了较好的支护效果与经济效益。
3 钢棚反拱支护自2000年3月份进行钢棚反拱支护改革试验,现已正式用于巷道施工中。
311 支护形式及参数选取巷道净断面(1160+2100)/2×1185(m2),梯形。
棚腿采用11#矿用工字钢或U型钢,棚顶采用11#矿用工字钢。
棚间距为015m,穿直径350mm的铁鞋,用背板背帮背顶,当两帮压力较大时,及时松帮维护。
反底拱使用0135m×0125m×0115m的料石,反底拱为弓形,底拱支护厚度为0125m,矢高014～015m。
巷道沿煤1顶板施工,反底拱破底014～015m。
312 支护原理洼里煤矿属典型的“三软”岩层,长期生产实践和矿压观测可知围岩变形的特点是:巷道开掘后围岩的自稳时间很短;在围岩应力调整阶段围岩变形速度快,变形量大;在围岩完成应力调整进入应力相对稳定阶段以后围岩蠕变显著,蠕变变形虽保持恒定,但变形速度大,所以软岩巷道累积的围岩变形量较大,一般都大于200mm,有的可达500mm 以上。
应力调整阶段一般为1～3个月,在周围无构造或无采动影响、支护及时并适当时,此阶段的变形量可能很小,表现尚不突出。
当巷道处于构造附近或受采动影响时,不管原来采用的是何种支护形式,一旦所选择的支护形式所具有的支撑力不能抵抗围岩压力,巷道就会受到不同程度的损坏,巷道破坏形式主要表现为底鼓、巷道顶板破碎下沉两帮内挤等。
根据长期的生产实践经验与软岩巷道的岩层特性及变化规律不难得出:软岩支护中,应遵循“刚柔相济,抗让结合”的支护原则,即支护中允许巷道有一定的变形量,但必须保证巷道支护有一定的初撑力,以适当控制巷道的变形。
架棚反拱支护中,由于采用了全封闭的支护形式,使总体支护强度大大增强,达到了软岩支护中所需的初撑力,较好地控制了巷道的顶、底板的持续变形,同时巷道两帮采用背板背帮,施工中采取了及时松帮的措施,允许巷道两帮有一定的变形量,来释放一定的压力,从而使巷道顶、底板所受压力相对减少,解决了单纯钢棚支护中总体支护强度低、巷道易底鼓的问题。
313 变形形态与变形速度31311 矿压显现标志(1)顶板缓慢下沉,背板被压裂甚至被压断。
(2)两帮内挤,有一定的弯曲变形。
(3)受工作面回采的动压影响时,顶板下沉量加大。
31312 变形速度巷道变形速度与巷道断面及棚间距有很大关系。
在12101上运施工4144m2的大断面钢棚反拱车场时,巷道在1个月内持续不断地变形,主要表现为顶板下沉、底鼓,顶底板最大移近量达600mm。
当棚距大于016m时,这种支护形式的初撑力已难以控制巷道的变形。
根据矿压观测资料,断面为(1160+2100)/2×1185(m2),棚间距为015m的钢棚反拱支护形式,施工后的第1个月是压力逐步释放的阶段,主要表现为背板被压紧、压实,甚至被压裂,个别棚腿内挤变形较重,此后巷道趋于稳定阶段。
工作面回采时,受动压影响,巷道变形速度又加大,加快。
314 支护效果从当前情况看,采用(1160+2100)/2×118524(m2)小梯形断面,棚间距控制在015m左右的钢棚支护能适应当前的生产需要。
从施工中调整棚距情况来看,最佳棚距为015m,在棚距超出016m 时,钢棚压弯变形较多。
在施工大断面的车场及巷道受断层与构造影响时,需及时改成支护强度较高的支护形式。
在工作面回采时,通过加强支护,采取松帮等措施进行卸压,完全能保证矿井安全生产的需要。
315 钢棚反拱支护的优缺点31511 优点(1)掘进速度快。
断面为(1160+2100)/2×1185(m2)钢棚反拱巷道与D=216m料石圆碹巷道相比较,平均月单进提高约30%～40%。
(2)巷道成本低。
由于工作面回采时,钢棚回收,每米架棚巷道较D=216m料石砌碹巷道成本降低260多元。
(3)沿煤1顶板施工,易于煤质管理。
31512 缺点(1)由于钢材价格较高,如新投入钢材则初期投资较大。
(2)在断层附近,要视情况及时改变支护形式或调整支护密度,增大了工作量。
(3)实践证实,在深水平施工大断面的车场时不宜采用钢棚反拱支护。
316 对钢棚反拱支护的进一步探讨钢棚反拱支护目前已取得了一定的成功,但多是一些实践经验的总结,理论认识尚不足。
应要加强理论分析探讨,以使支护工艺参数更加合理。
通过矿压观测,在生产实践中要对钢棚反拱支护的工艺参数进一步的优化。
如棚间距,反底拱的矢高等。
钢棚反拱支护可以考虑和钢棚支护进行间隔条带式联合支护,并通过选取合适的施工工艺参数,使巷道既能充分卸压,又能保证一定的支护强度。
考虑使用钢棚反拱支护中替代材料,如用砼块代替料石等,进一步降低材料成本。
4 结论钢棚反拱支护符合软岩支护中“刚柔相济、抗让结合”的支护原则,在深部软岩地层的巷道施工中取得了较好的支护效果与经济效益,今后可以作为-250水平巷道支护的主要形式之一进行推广使用,此种支护形式对地质条件相似的其它矿区也有一定的借鉴作用。
[责任编辑:崔德仁](上接40页)变形量为213mm,顶板下沉为23mm,主要也是巷道底鼓,占总变形量的89%。
实践证明,钢筋桁架锚梁完全可以替代型钢锚梁,满足巷道支护要求。
5 技术经济分析511 对钢筋桁架锚梁的评价钢筋桁架锚梁能与喷射的混凝土有机结合,成为一种变相的钢筋混凝土支护体,解决了型钢锚梁在与喷射混凝土结合后,受顶板压力影响,对喷射混凝土的剪切破坏,有利于对巷道顶板的支护与安全。
钢筋桁架锚梁造价较型钢锚梁低,既满足了支护的需要,又降低了成本。
其缺点是对焊接质量要求较高,加工工艺较型钢锚梁复杂;回收与复用加工较困难。
512 经济与社会效益比较按照两种锚梁同一规格型号,弧长2000mm,型钢锚梁的复用率按50%计算,钢筋桁架锚梁按30%计算。
型钢锚梁价格为245元/架,按50%的复用计算,245元/架×(1-50%)=12215元/架;钢筋桁架锚梁价格为98元/架,按30%的复用率计算,98元/架×(1-30%)=6816元/架。
两种锚梁价格相差为5319元/架。
钢筋桁架锚梁较型钢锚梁体积小,重量轻,操作灵活方便,安装速度快(较原型钢锚梁提高40%),安全系数高,同时降低了工人劳动强度,提高了劳动效率,经济与社会效益显著。