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恒阻大变形锚杆软岩支护巷道中的应用

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［ 摘
要 ］ 平 凉新安 煤 业有 限责任 公 司新 安 煤矿 由于地质 条件 复 杂 ， 造应 力 大 ， 构 大部分 巷道 工程 均 出现 了严 重 变形破 坏的现 象 ， 严重 影响矿 井的安全 生产 。基 于巷 道 变形破 坏 特 点及 原 因 ， 出了恒 阻大变形锚 杆 十 ６ｎｍ 压焊 平 网 ＋反 底拱 钢砼 ＋喷射 Ｃ２ 提 １ ０ 混凝 土 支护 的方案 ，进 行 了合 理 支护技 术参 数 的确 定 ，从 而基本 上控 制 了巷 道 变 形， 并满足 了矿 井安全 生 产的 需要 。通过 对 试验巷 道 的监 测 ， 支护 方案 能有 效控 该 制 围岩 变形 ， 实现 了支护体 与 围岩 的耦 合 ， 能有 效控制 围岩 稳定 性 。 ［ 关键 词 ］ 恒 阻大 变形 ； 反底 拱 ； 非线性 大 变形 ［ 中图分 类号 ］Ｔ ５ ＋ ［ Ｄ３３． 文献 标识码 ］Ｂ ［ ６ 文章编 号 ］１７ ＿９３２ １）５ ４一２ ６２９４（０２０ Ｏ６Ｏ
３ 支护设计 方案
３１ 支护 设计 ．
根 据新 安 煤 矿 ＋ ３ 回风 石 门的 具体 围岩 ５５ｍ
面的混凝土喷层有开裂剥落 、 钢筋 网外露现象 ， 部 分锚 杆 、 索 被挤 出或 拉断 而失效 。 锚
地质条件 ，通过分析围岩变形力学机制和转化技 术， 结合数值模拟结果 ， 确定在新安煤矿 ＋ ３ ５５ ｍ 回风石门延长段采用新型恒阻大变形锚杆耦合支
夹角为锐角的帮部位置出现 向下的错位滑动或 内 挤 。最大挤 出量 达 到 １ ０ ｍ 之多 ， ０ｍ ２ 且两 帮 多为 非对称内挤和错位。 （） ４ 支护体失效数量多 ， 力学破坏特征 明显 。
锚杆 、 锚索 承载力 较低 ， 出现拉 断现 象 ， 杆 、 多 锚 锚 索和 金属 网的破 坏特 点显示 了支 护体 难 以承受 巷 道 围岩 的变 形能 力 ，以变形 刚度 和强 度不 协调 为
主要 特 点。
矿 区 ＋ ３ 水平 ， ５５ ｍ 巷道 赋存 于粉砂 岩 、 泥岩 、 细砂
岩和砂质泥岩等岩层 ，各个岩层沿巷道 的走 向和
与 垂 直巷 道走 向方 向均 有 约 １。 角 ，存 在 着膨 ０倾
胀性软岩， 复杂的地质条件等问题 。 巷道有严重的
底 鼓 现 象 ， 大量 达 １８０ｍｍ， 帮 出 现 上 折 或 最 ０ 两 者 下折 ， 顶板 出现较 大 的非对 称下 沉现 象 ， 围岩表
按 设 计 的角度 和方 向钻 进 打眼 ，直 至达 到要 求 深 度 ；安 装 锚 固剂 ， １根 Ｃ ２７ （ ）１ Ｚ ８ ５ Ｋ ８０ 里 、 根 ２ ３
（ ） 护 方式 。恒 阻大 变 形锚 杆 ＋ ６ｍ 压 １支 ｍ 焊平 网 ＋反 底拱 钢砼 ＋喷射 Ｃ ０混 凝 土支 护 ； ２ （ ） 计 断 面 。半 圆拱 巷 道 ， 高 １ ０ ２设 墙 ０ｍｍ， ６
能 源 技 术 与 管 理
ｄ ｉ０３ ６ Ｑｉｓ．６ ２ ９ ４ ． ２０ ． ８ ｏ： ．９ ９ ． ｎ１ ７ — ９ ３２ ．５０１ １ ｓ ０１
２１ ０ ２年第 ５期
恒阻大变形锚杆软岩支护巷道 中的应用
芮伟力 刘荣军 ２ ，
（． １江苏广厦建设 监理有 限公 司， 江苏 徐州 ２ １ ０ ；． ２ ０６２ 平凉新安煤业有限责任公 司， 甘肃 平凉 ７ ４ ０ ） 象严重 ， 底板 的破 坏 范 围大 ，呈现 出不对 称变形 特征 。底 鼓 量平 均
１ ０ ～ ０ ｍ， ０ １８０ｍ 破坏 范 围 占巷道 １ ５ １ 右。 ２左
（） ２ 顶底 板 收缩 严重 的非对 称特 征 。巷道 表
帮等大变形特征。针对新安煤矿软岩巷道稳定性 控制 问题 ，提 出 了对 该 矿软岩 巷道 变形 机理 及控 制对策进行研究的必要性 ， 结合室内试验、 现场地 质调查、 数值分析等多种手段 ， 提出了新安煤矿深 部软 岩巷 道稳 定性控 制 的方法 。
０ 引 言
工程 软岩是 指在 工程 力作 用下 能产 生显 著塑 性 变形 的工 程 岩体 。 道开挖 后 ， 巷 岩体 的原岩 应力 状 态遭 到 了破坏 ， 起应力 重新 分布 ， 引 围岩将 向巷 道 临空 面发 生 位 移变 形 ， 围岩 出现底 鼓 、 沉 ， 顶 缩
变 形破 坏 问题突 出 ， 主要 表现 在 以下几个 方 面 ： （ ）以底 鼓 为 主的非 对 称特 征 。底 鼓量 占巷 １
１ 问题 的 提 出
甘肃平凉新安煤业有限责任公司是徐州矿务 集团公司在甘肃省投资的全资子公司 ，由在建的 新安煤矿 、崇信县百贯沟煤业有限公司和山西项 目部 组成 。 安煤 矿井 田面积为 ４５ ｍ ， 新 ．１ 可采储 ｋ
量 约 ７４ ５万 ｔ设计 生产 能力 ９ ２ ， ０万 ， 设计 服务 年 限约 为 ５ ． ａ ８９ 。新安 煤矿 ＋ ３ 回风石 门位 于 ５ ５ｍ
面位 移为加 速 一缓慢 减速 一恒速 变形 型 。表 现为
顶板偏左肩处呈破碎状剥落 ，下沉严重区域呈兜 状 下沉 状态 。顶 部变形 的主要特 征是 顶板 岩层 发
生 比较显著 的相对 错 动位移 和 向 内挤压 。 （） ３ 帮部 严 重鼓 出并 出现折 帮 。在 非 线性 应 力作 用下 ，岩层 之 间的软弱 结构 面处 与岩 层夹 角 为钝 角 的帮部 位 置 出现 向上错 位 滑 动或 内挤 ， 而
护设 计方案 ， 特殊地 质地 段 （ 在 如遇 围岩 泥化严 重 地段 ） 围岩注 浆加 固 。 对
２ 回风 石 门变形破坏特征
通过 现场 实地 调查 可知 ，新安 煤矿 软 岩巷道
２ １ 年第 ５ ０２ 期
支 护方 案 ：
芮伟力 ， 等
恒阻大变形锚杆软岩支护巷道 中的应用
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152-软岩巷道恒阻型大变形锚索联合支护

152-软岩巷道恒阻型大变形锚索联合支护

软岩巷道恒阻型大变形锚索联合支护汤朝均(川煤芙蓉集团白皎煤矿责任公司,四川珙县644501)[摘　要]　针对白皎煤矿井下具体复杂的地质条件,开展高突矿井复杂地质条件下软岩巷道支护技术的研究,采取适合现场条件的恒阻型联合支护,解决了白皎煤矿重大的巷道支护技术难题,对丰富和发展软岩巷道支护技术大变形锚索具有普遍理论意义。

[关键词]　软岩;恒阻;联合支护[中图分类号]T D 353 [文献标识码]A [文章编号]1006-6225(2011)03-0092-03C o m b i n e dS u p p o r t i n go f C o n s t a n t -r e s i s t a n c e A n c h o r e d R o p e w i t hL a r g eD e f o r m a t i o ni nS o f t -r o c kR o a d w a yT A N GC h a o -j u n(B a i j i a o C o a l C o r p o r a t i o n ,F u r o n g G r o u po f S i c h u a nC o a l G r o u p ,G o n g x i a n 644501,C h i n a )A b s t r a c t :A i m i n g a t c o m p l e x g e o l o g i c a l c o n d i t i o n o fB a i j i a oC o l l i e r y ,t h e t e c h n o l o g y o f s u p p o r t i n g s o f t -r o c k r o a d w a y w i t h h i g h m e t h a n e b u r s t i n g d a n g e r w a s r e s e a r c h e d .A p p l y i n gc o n s t a n t -r e s i s t a n c e c o m b i n e ds u p p o r t i n g t o s o l v i n g s u p p o r t i n g d i f f i c u l t y i n B a i j i a o C o l l i e r y .I t w a s t h e o r e t i c a l s i g n i f i c a n t f o r e n r i c h i n g a n dd e v e l o p i n g s o f t -r o c kr o a d w a y s u p p o r t i n g .K e yw o r d s :s o f t r o c k ;c o n s t a n t r e s i s t a n c e ;c o m b i n e d s u p p o r t i n g[收稿日期]2011-03-15[作者简介]汤朝均(1986-),男,四川筠连人,助理工程师,主要负责科研项目总结和井巷设计。

浅析矿井巷道锚杆支护技术的运用

浅析矿井巷道锚杆支护技术的运用

浅析矿井巷道锚杆支护技术的运用在煤矿巷道中支护的关键技术就是锚杆支护，在进行煤矿安全生产、工程质量保障的方面，都起到了高效性。

矿井锚杆支护技术实施的过程中，一定要与实际情况相结合，在锚杆技术应用的基础上，提高改进的措施，改善锚杆支护技术在煤矿巷道的运用，积极地提升锚杆支护在矿井巷道的使用效率。

标签：矿区巷道；锚杆；支护技术在煤矿的开采过程中巷道的支护，属于重要的操作技术，根据矿井巷道开采的需求，合理规划锚杆的支护，保障煤矿巷道的支护强度。

随着矿井巷道断面不断地增大，开采深度不断增加，对锚杆支护提出更高、更苛刻的要求。

为了解决这些支护难题，科研院所、大专院校及煤矿企业在锚杆技术方面做了大量研究工作。

1 煤矿巷道锚杆支护技术的原理和发展过程1.1 矿区巷道锚杆支护技术的原理锚杆支护在煤矿巷道工作中，属于最常用的支护方法，是在煤矿巷道支护发展中的主要技术。

对煤矿巷道锚杆支护的原理进行重点分析，例如：（1）悬吊原理，软弱岩石、危险岩石、在锚杆的支护的作用下，需要悬吊在坚硬安全的岩石上，以此解决煤矿巷道顶板的问题，有效控制岩体的离层风险，保证好巷道顶板的稳定。

（2）加固拱原理，经过研究发现，在软岩石层中进行锚杆的安装，需要一个承载结构。

在锚杆进行安装的过程中，锚杆的间距小，各个锚杆间的压力圆锥体之间相互重叠，在岩石中形成了一个均匀的压缩袋，均匀的压缩带可以承受住岩石的荷载情况，对拱内的岩石进行横向和纵向的加固，最后岩石处于三项受力的状态，提高了岩石承载能力。

在锚杆的支护过程中形成的加固拱越厚，形成的岩石越稳定。

（3）组合梁原理，锚杆支护与巷道顶板，利用预紧力的约束，将叠合梁，最后转为组合梁，增加顶板岩石稳定的承受力。

1.2 煤矿掘进支护现状1.2.1 煤矿巷道。

在我国一半以上的煤矿开采都是在地下进行的，在进行开采的过程中一定要注意煤矿内部的通风排水和煤矿的运输，这个空间统称为巷道。

在进行煤矿开采的过程中，开采环境恶略，容易发生坍塌事故，所以在开采的过程中为了保证工作人员的生命安全，一定要合理布置巷道的方向，煤矿技术不断地普及，巷道实现过渡，放顶煤开采的过程中开采技术得到了普及，导致巷道在进行挖掘的过程中，挖掘的速度快，整体的工期短，需要从老旧的巷道逐渐向岩石的巷道逐渐过渡；地下开采的煤矿巷道规模较大，煤矿的数量较多，在进行运输的过程中，通风要求严谨，煤矿在开采的过程中单项的布置越来越少，多巷道越来越多；需要充分利用巷道的断面，在进行挖掘的过程中，传统的拱形断面逐渐减少，矩形的断面逐渐增加，导致在煤矿开采的过程中效率增加，质量增加，巷道的断面越来越多在进行挖掘的过程中难度也变大了；煤矿不断地大面积的开采，地质条件多变，从这些趋势来看，巷道在开采的过程中会发生很多的风险，挖掘的难度变大，就必须要求我们在挖掘的过程中对技术严格的创新，稳固好巷道的安全。

浅谈软岩巷道支护技术与应用

浅谈软岩巷道支护技术与应用

本情 况
米村矿２ 扩大 区轨道石门车场为半 圆拱型断面 ， ６
２ ．软岩巷道多表现为巷道四周受压 ，且为非对称 性，巷道开挖后不仅顶板变形易冒落 ，巷道两帮也容易
出现外 鼓和 冒落 ，同 时也有 可 能产 生强烈 的底 膨现 象 。
净宽３ ０ ｍ ８ ０ ，净高３ ０ ｍ ０ ０ ，壁 厚１０ ｍ ５ ｍ ，全长 约６ ｍ ０ 。巷 道周 围存在老巷较 多，围岩破碎 ，所穿岩层为泥岩 、
３ ．软 岩巷 道 变 形 随矿 升 的开 采 深度 增 加 而 增
术 、成本等方面都具有优 势，因此，多媒体调度通信
将 是 未 来 电力 系 统 调 度 通 信 的发 展 趋 势 。ｌ 盔 ，
参考文 献
【 郭经红．软交换 平台在 下一代 电力通信 网络 中的应 用 Ｉ． １ ］ Ｊ ］
坏 。这 时 如果 用 不适 应 软岩 大 变 形 的 刚 性支 架 ，将 很
断 的提高 ，如锚 网喷一锚索 、架棚 喷浆一 注浆等联合
支护技术 的逐 步发展 成熟，使得巷 道支护有效地得到
改善。
一
快被压垮 ，所 以支护时必须根据这一特点，要在控制
下 允许 软 岩 一 定 的变 形 量 出现 。
杆数量 ，实行多打锚杆 ，使顶 部围岩形成整体 。
三、软岩 巷道 的支护要 求及对 策
根据软岩 的特 点，在支护方面不 能单纯提 高支 护 刚度 的方法 来提 高支护 效果，单 纯提 高支护 刚度会使 巷道 支护体 系迅速遭 到破 坏，经常造成 前掘后翻的局
面 ， 再 者 单 一 支 护 方 式 不 能 更好 的 发挥 支 护 作 用 。软 岩巷 道 支 护 是 支 护 结 构 和 围 岩 结 构 相 互 调 节 ， 相 互 控
锚杆(锚索)在煤矿巷道支护中的应用

锚杆(锚索)在煤矿巷道支护中的应用

锚杆(锚索)在煤矿巷道支护中的应用【摘要】随着煤矿开挖深度的不断增加，巷道支护面临着重大问题，本文从锚杆锚索支护的作用原理、当前煤矿巷道支护现状与存在的问题，以及锚杆与锚索联合支护的分析这三个方面对锚杆锚索在煤矿巷道支护中的应用进行阐述。

【关键词】锚杆；煤矿；巷道；支护一、前言随着经济的发展，煤作为主要的能源面临的需求也越来越大，煤矿作为生产煤炭的主体行业也面临着向深部开发的问题，随着开挖深部的增加，巷道的支护面临诸多困难，为了提高支护强度，提高安全性，我们需要对锚杆支护在煤矿内部的应用进行分析。

二、锚杆锚索支护的作用原理锚杆锚索是直接作用在巷道围岩的岩石内部，不同于以往的木支护以及工字钢支护，用通俗的语言来说，就是从过去的在围岩外部的被动支护变为围岩内部的主动支护，这样可以减少巷道变形，提高支护的承载力。

由于巷道围岩的地质条件不同，锚杆锚索支护的形式也有相应的变化，使得作用机理也各不相同。

现如今主流的的锚杆支护原理主要有以下几种：悬吊理论、组合梁(拱)理论、锚杆桁架支护理论等。

悬吊理论适用于老顶较为稳定的岩层中，将锚杆与老顶通过树脂胶进行相连接，从而将直接顶悬吊起来对巷道进行支护；组合梁(拱)理论主要是通过将各个锚杆应力作用区相连接进而形成稳定的拱，提高巷道的支护强度。

在利用锚杆锚索支护时，由于锚杆锚索支护的作用强度以及刚度均大于围岩的变形值，同时在支护时改变围岩的应力状态，同时通过加强对裂隙以及破碎岩石的挤压，增加锚杆的抗剪强度，从而增大围岩自身的承载能力。

例如进行平巷掘进，在平巷掘进之后，由于直接顶缺乏支撑，将会发生沉降变形，此时可以通过锚杆锚索以及托盘将直接顶悬吊起来，将直接顶的变形值转化为锚杆对老顶的拉力，提高直接顶的稳定性，使得岩层可以形成稳定的结构。

锚杆锚索的支护作用效果比较的复杂，不能简简单单的用一个理论进行解释，尤其是在锚杆锚索对围岩岩石的加固作用效果上，其主要表现为以下几个方面：锚杆锚索通过树脂胶等胶体与岩层进行稳定的连接，提高了岩层的抗拉强度，将岩层变为一个整体。