钢管混凝土支架应用实例

深井软岩巷道 深井软岩巷道支护设计方法 巷道支护设计方法 与钢管混凝土支架应用实例

报 告 大 纲
序 言 一 深井软岩巷道分类 二 深井软岩巷道支护设计方法 三 钢管混凝土结构 四 钢管混凝土支架实验 五 钢管混凝土支架应用实例 六 主要结论

序
言
我国现有的探明煤炭储量， 我国现有的探明煤炭储量，约50%埋深大于 50%埋深大于1000m 埋深大于1000m； 1000m； 我国煤矿采深正以8 我国煤矿采深正以8-12m/年的速度增加 12m/年的速度增加； 年的速度增加； 国内采深达到1000m 国内采深达到1000m的矿井已经超过 1000m的矿井已经超过55 的矿井已经超过55处 55处； 深井软岩巷道支护， 深井软岩巷道支护，依然是煤矿生产中的技术难题。 依然是煤矿生产中的技术难题。
深井软岩巷道具有不同的变形特征、 深井软岩巷道具有不同的变形特征、变形阶段和软岩类型； 变形阶段和软岩类型； 针对不同类型的围岩， 针对不同类型的围岩，应该采取不同的支护措施； 应该采取不同的支护措施； 钢管混凝土支架， 钢管混凝土支架，支护力巨大， 支护力巨大，适用于深井软岩巷道； 适用于深井软岩巷道； 实践证明： 实践证明：使用钢管混凝土支架， 使用钢管混凝土支架，巷道不再返修。 巷道不再返修。

一、深井软岩巷道分类 深井软岩巷道分类

1.1 深井软岩巷道变形破坏的不同特征
顶板下沉
侧帮挤压
底板鼓起
下沉与底鼓

1.2 深井软岩巷道变形破坏的三个阶段
巷道的变形破坏，一般可区分为三个阶段，具有不同机理 1、开挖期： 开挖期：巷道支护后一个月左右破坏，支护强度不够，极软岩； 2、流变期： 流变期：巷道支护后一年左右破坏，软岩流变积累，深井软岩； 3、扰动期： 扰动期：巷道经受采煤工作面动压扰动破坏，深井软岩。

1.3 深井软岩巷道围岩的三种类型
1、中硬围岩 中硬围岩： 中硬围岩： 2、 软弱岩层： 软弱岩层： 岩石强度 30-50MPa， 强度-载荷比 大于2， 岩石强度 10-30MPa， 强度-载荷比 1-2， 吸水软化； 吸水碎裂； 吸水泥化；
3、极 极软弱岩层； 软弱岩层； 岩石强度小于10MPa， 强度-载荷比 小于1，

1.4 深井软岩巷道支护的三种“ 深井软岩巷道支护的三种“承压环” 承压环”模型
中硬岩层：在围岩中 围岩中形成“承压环”； 围岩中 尽可能使用锚杆、锚索支护； 软弱岩层： 在围岩与巷道开挖空间内 围岩与巷道开挖空间内共同构筑“承压环”； 围岩与巷道开挖空间内 锚杆与锚索支护，支架或碹体支护， 极软弱岩层：在开挖 开挖空间 开挖空间内 空间内重构“承压环”。 需要高强度支架、高强度碹体支护等。
锚杆 承压环
承压环
锚杆
锚杆
喷层
喷层
喷层 钢管混凝土支架
钢管混凝土支架
围岩
围岩
围岩
在巷道围岩构造承压环：锚喷

钢筋混凝土碹体 厚450mm 让压木板 宽450mm，厚200mm 让压编织带 厚200mm 2500 Φ10钢筋网 100×100mm
3942
巷道地坪 654 钢管混凝土支架 Φ194×8mm
2557 4842
深井极软岩巷道“ 深井极软岩巷道“承压环” 承压环”支护方案

二、深井软岩巷道支护设计方法

2.1 深井软岩巷道支护的基本原则

巷道断面优化

断面优化

1 、巷道

优化巷道断面形状，例如圆形、椭圆形，可降低支护难度。

复合、、封闭支护

2、高强度

高强度、、复合

软弱破碎巷道，围岩自承载能力弱，高强度支护是根本措施。

单一支护手段往往不够，需要复合支护。

全断面封闭支护可控制底鼓，避免围岩风化与吸水膨胀。

提高围岩的自承能力

围岩的自承能力

3、提高

提高围岩的强度，发挥围岩的自身承载力，能取得事半功倍的支护效果。

例如锚杆、锚索、围岩注浆。

4、适度让压

适度让压使围岩尽可能地释放变形能，能能够降低支护难度。

2.2 深井软岩巷道支护设计方法

1、深井软岩巷道支护设计的五项依据

：巷道埋深，水平地应力，采掘扰动压力；

远场地压：

①远场地压

岩石强度：

②岩石强度

：岩石单轴抗压强度，围岩结构完整性；

：粘土矿物含量，吸水软化性，吸水膨胀性，原始含水率；

岩石水理性质：

③岩石水理性质

④巷道变形特征：两邦-顶底板变形大小，变形速率，巷道破坏形态；

⑤围岩荷载P：巷道稳定状态下，围岩作用在支护体上的荷载P—评估。

中硬、、软弱

软弱、、极软弱

三种类型：：中硬

2、深井软岩巷道应划分为三种类型

3、深井软岩巷道支护设计的四大要素

①支护技术：锚索锚杆、围岩注浆、钢管混凝土支架、碹体等；支护参数；

②断面形状：圆形，浅底拱圆形，椭圆形；

③让压方式：巷道周边预留让压缝，支护体让压，让压新技术；

④承载力N：明确“承压环”支护体的承载力N ；N 应大于围岩荷载P。

①支护技术：锚索锚杆

锚索锚杆、

、围岩注浆

围岩注浆、

、钢管混凝土支架

钢管混凝土支架、

、混凝土碹体等2.3 深井软岩巷道支护设计的四大要素

锚索，Φ20×8m

巷道地坪

钢管混凝土支架

Φ194×10

4600

锚杆，Φ22×2.5m

木背板

混凝土砌块