矿井围岩控制方法
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深井软岩巷道围岩控制技术摘要:深井软岩巷道围岩控制技术是在矿山、隧道、地下工程等领域中应用的一种重要技术。
由于软岩的力学性质较差,围岩的稳定性常常受到严重威胁,给工程的安全和效益带来巨大挑战。
软岩巷道大变形支护问题一直是煤矿生产建设中的难题,也是目前国内外尚未得到有效解决的技术难题。
随着我国资源开采由浅部向深部转移,软岩支护重要性越来越突出。
随着各种支护材料和方法的研发与改进,使得围岩控制技术越来越成熟和可靠,然而由于软岩工程的复杂性和多变性,仍然存在许多挑战和问题需要解决。
基于此,本文以实际案例为例对深井软岩巷道围岩控制技术进行了研究。
关键词:神经软岩巷道;围岩控制技术;支护1.深井软岩巷道围岩控制技术该技术是指在深井、隧道或地下工程等软岩地质条件下,通过一系列的工程措施和技术手段,以保证围岩的稳定性和工程的安全、可靠运行[1]。
这项技术的研究和应用对于解决软岩巷道工程中的围岩问题至关重要。
深井软岩巷道的围岩通常具有较差的力学性质,容易产生变形、开裂、坍塌等不稳定现象,为了克服这些问题,深井软岩巷道围岩控制技术采用了多种支护和加固措施来增强围岩的抗压和抗剪强度,提高围岩整体稳定性[2]。
但是软岩工程的复杂性和多变性使得围岩控制工作具有一定难度,需要进一步完善和创新技术手段。
2.深井软岩巷道围岩控制技术应用研究2.1背景介绍新安煤业位于深部中生代侏罗纪软岩煤系地层,岩石巷道的开挖后很快受到风化影响,特别是在遇水的情况下,容易发生膨胀和剧烈变形。
这导致新安煤矿在建井期间先期掘进的4000多米巷道几乎全部受到破坏。
长期以来,新安煤业一直受到软岩巷道大变形灾害的困扰,巷道出现严重的底臌、顶板下沉、巷帮鼓出等现象。
最严重的巷道顶板与底板直接闭合,顶底板移近量超过3000mm,对矿井的安全生产构成了极大威胁,同时也导致了矿井生产成本的急剧增加,每年巷道的维修成本超过5000万元。
近年来,新安煤业的领导非常重视深部软岩巷道的治理工作,组织了中国矿业大学等煤炭行业单位开展了钢管混凝土、恒阻大变形锚索、高强锚杆等支护工艺的改革,取得了一定的成效,然而在持续的高地应力作用下,巷道仍然无法改变持续变形而需要不断翻修的局面。
地质构造区巷道掘进及回采围岩控制技术地质构造区是指具有特定的地质构造特征的煤矿区域。
地质构造区巷道掘进及回采围岩控制技术是煤矿开采过程中的关键技术之一,对保证矿井的安全稳定和高效开采具有重要意义。
本文将对地质构造区巷道掘进及回采围岩控制技术进行详细阐述。
一、地质构造特征及影响因素地质构造特征是指地质构造对煤层和围岩性质形成的影响。
常见的地质构造特征包括断层、褶皱、岩体结构等。
这些地质构造特征会导致煤层和围岩的变形、断裂、滑动等现象,进而影响巷道的稳定性和开采效果。
地质构造特征对巷道掘进及回采围岩控制技术的影响主要有以下几个方面:1. 地应力分布不均匀:地质构造的存在导致地应力分布不均匀,使得煤层和围岩的应力状态复杂多样,增加了巷道开挖和围岩控制的难度。
2. 煤层倾角和变形:地质构造引起的煤层倾角和变形会导致巷道的变形和破坏,增加了巷道围岩控制的难度。
3. 地质构造带:地质构造带是地质构造的显著特征,具有较大的空间扩展性和影响范围。
在地质构造带附近进行巷道掘进和回采时,需特别注意围岩的稳定性,采取相应的支护措施。
二、巷道掘进技术1. 顺层巷道开挖:在地质构造区进行巷道开挖时,优先选择顺层巷道。
顺层巷道开挖相对较容易,可减少地质构造带的影响。
2. 断层横越巷道:在遇到断层时,可以选择横越断层开挖巷道的方式。
通过在断层两侧设置悬索锚杆或盘状锚杆支护,保证巷道的稳定。
3. 导坑法:在遇到较大的断层时,可以采用导坑法进行巷道掘进。
导坑是一种预先探测断层情况的方法,通过导入小断层,探测地质构造带的性质和变形情况,为后续巷道掘进提供参考。
三、回采围岩控制技术1. 安全巷道:在地质构造区进行煤层回采时,需要设置安全巷道以确保矿工的安全。
安全巷道要远离断层和其他地质构造带,采取坚固的支护措施,保证矿工在紧急情况下的疏散通道。
2. 支护措施选择:对于需要支护的巷道,应根据地质构造的特点选择合适的支护措施。
常用的支护措施包括锚杆、锚网、喷锚、打炮锚等。
深井巷道围岩地应力分布规律测试及控制技术近年来,深井巷道围岩塌陷事故频发,给煤矿生产带来了极大的危害和损失。
为了保证井下工作人员的安全和煤矿的正常生产,对于深井巷道围岩的应力分布规律的测试和控制技术的研究变得十分重要。
本文将从测试方法和控制技术两方面探讨深井巷道围岩地应力分布规律测试及控制技术。
一、测试方法1、钻孔法钻孔法是最常用的测试深井巷道围岩地应力分布规律的方法。
通过在围岩中钻一定深度的孔洞,测定围岩中不同深度的应力值,从而得出围岩的应力分布规律。
钻孔法不仅测试精度高,而且速度快,对立即掌握围岩应力情况十分有利。
如果要求精度更高,还可以使用测微计、电测点等设备辅助测量。
2、红外线法红外线法是一种非接触式的测试方法。
通过使用红外线扫描仪和热像仪来记录巷道围岩的温度分布,进而测定围岩中的热应力分布,从而推导得出围岩地应力分布规律。
该方法测试过程不需要人员进入巷道,减少了工作人员的安全风险。
但是,由于围岩的温度变化受到许多因素(如气流、地温、水温等)的干扰,该方法的测试精度相对较低。
3、衬砌变形法衬砌变形法是一种通过测定巷道内衬砌的变形情况,推导出围岩地应力分布规律的方法。
该方法依靠衬砌的弹性形变来估计围岩的应力状态。
衬砌变形法能够实时监测巷道围岩变形,尤其在有活动性煤层的支护工程中有重要的应用价值。
二、控制技术1、钢丝网隧道衬砌支护技术钢丝网隧道衬砌支护技术首先在巷道壁上铺设钢筋网,然后注入混凝土,形成固定的隧道衬砌。
该技术能够承受较大的围岩应力,大幅度提高了巷道的承载能力。
2、岩石锚杆加固技术岩石锚杆加固技术是指将钢筋或钢板插入巷道围岩中,然后将锚杆和巷道围岩胶接固定。
该方法可承受恶劣环境下的巷道围岩应力,延长了巷道使用寿命。
3、压力释放技术压力释放技术是通过钻孔工程在巷道围岩中开凿孔洞,将压力释放到较低的地层,以实现围岩的松弛减压。
该方法在一定程度上缓解了巷道围岩应力,有效预防了围岩坍塌。
浅析巷道围岩控制方法之锚注支护摘要:近年来,我国经济得到了的飞速发展,作为主要能源的煤炭起到了决定性作用。
但伴随着煤炭产量的日益提高,煤炭资源逐渐减少,开采条件也日益复杂。
其中,在复杂开采条件下,保证正常、高效、安全生产,巷道围岩控制、支护问题也成为我们必须解决的首要难题。
通过研究分析与现场应用,提出了锚注支护在煤矿井下高应力、软岩条件、采动影响下巷道的有效支护方式。
关键词:复杂条件围岩控制巷道维护锚注支护1、概述目前,煤矿井下高应力区、软岩条件、采动影响下巷道支护方式、支护参数的确定是一个世界性难题,尤其是开掘在既是高应力区又是软岩中的巷道支护难度更大,现在国内外普遍采用加大支护密度,锚架联合支护、卸压等方式来增加支护强度,力求减少巷道使用过程中的破坏变形量,但效果不是很理想,在巷道服务年限内仍需要翻修多次。
采用注浆材料和注浆锚杆支护方式加固巷道围岩,增加围岩自身承载能力,在支护理论上是先进的,在材料、设备供应、施工工艺上已有成功的先例。
结合生产实际中的具体条件,可进一步引进试用,研究几种支护加固方式,摸索出适合煤矿井下高应力区、软岩条件、采动影响下巷道支护技术和方式,很有必要。
2、锚注支护原理浅析所谓锚注支护,就是利用锚杆注浆技术改变围岩松散破碎结构,提高其粘结力、内摩擦角和围岩的整体性,使围岩为锚杆提供可靠的着力基础,充分发挥锚杆对松散破碎软弱岩层的锚固作用。
注浆锚杆即是锚杆又能用其进行注浆。
注浆锚杆注浆支护加固机理如图1所示。
图1注浆锚杆注浆支护加固机理图围岩注浆后,一方面将松散破碎软弱岩块胶结成为一个整体,从而提高岩体的内摩擦角和内摩擦力,使岩体本身成为一种支护结构;另一方面,使普通端锚式锚杆成为全长锚固锚杆,使锚杆与围岩形成整体,充分发挥锚杆锚固作用,组成可靠有效的组合拱。
利用浆液充填围岩裂隙,与錨喷网支护相结合,形成多层组合拱(锚网组合拱d、锚杆压缩区组合拱b、浆液扩散加固拱a、喷层与压缩区间的浆液加固拱c),可扩大支护结构的有效承载范围,提高支护结构的整体性和承载能力。
《寺河二号井切顶卸压沿空留巷围岩控制技术研究》一、引言随着煤炭资源的不断开采,矿井的生产环境变得越来越复杂,对矿井安全与高效生产的要求也日益提高。
寺河二号井作为重要的煤炭生产基地,其生产过程中的围岩控制技术显得尤为重要。
切顶卸压沿空留巷技术是当前煤矿生产中常用的围岩控制技术之一,它能够有效提高矿井的生产效率和安全性。
本文将针对寺河二号井的切顶卸压沿空留巷围岩控制技术进行研究,分析其技术特点、存在的问题及改进措施。
二、寺河二号井切顶卸压沿空留巷技术概述寺河二号井的切顶卸压沿空留巷技术主要应用于矿井的煤炭开采过程中,通过对矿体进行切割,将矿体分为顶部和底部两部分。
顶部通过卸压措施,使围岩得到有效的控制,而底部则通过沿空留巷的方式,为煤炭的运输和采出提供通道。
该技术具有操作简便、成本低廉、安全可靠等优点,在矿井生产中得到了广泛应用。
三、围岩控制技术现状及问题分析尽管切顶卸压沿空留巷技术在寺河二号井的应用取得了一定的成效,但在实际生产过程中仍存在一些问题。
首先,围岩的稳定性控制不够理想,容易出现片帮、冒顶等安全事故。
其次,切顶卸压过程中的参数设置不够科学,导致卸压效果不理想,影响了矿井的生产效率。
此外,沿空留巷的支护方式也需要进一步优化,以提高矿井的安全性。
四、围岩控制技术研究针对寺河二号井切顶卸压沿空留巷围岩控制技术存在的问题,本文从以下几个方面进行研究:1. 围岩稳定性控制技术研究。
通过对围岩的物理力学性质进行分析,确定合理的支护方式和参数,提高围岩的稳定性。
同时,采用先进的监测技术,实时监测围岩的变形情况,及时发现并处理异常情况。
2. 切顶卸压参数优化研究。
通过对切顶卸压过程中的参数进行科学设置,优化卸压效果。
采用数值模拟和现场试验相结合的方法,确定最佳的切顶深度、卸压角度等参数。
3. 沿空留巷支护方式改进研究。
针对沿空留巷支护方式存在的问题,进行改进和优化。
采用新型支护材料和支护结构,提高支护的稳定性和可靠性。
第四部分保护围岩、控制围岩的松弛-软弱围岩软弱围岩的自支护能力是比较弱的,甚至没有自支护能力。
因此,在软弱围岩中施工最重要的是提高围岩的自支护能力,来保证开挖及后续作业的进行。
在软弱围岩中,提高围岩自支护能力的方法是很多的。
根据国内外的施工经验,提高围岩自支护能力的基本方法是控制围岩的松弛、坍塌。
其原则是:稳定掌子面,及时闭合和加固地层。
具体的主要施工方法可归纳如下.1)稳定掌子面的方法·正面喷混凝土和锚杆;·超前支护;·留核心土。
2)及时闭合的方法·设临时仰拱或底部横撑;·加固强基脚;·向底部地层注浆加固;·设底部锚杆;·改变施工方法。
3)加固地层·注浆加固;·超前支护;·地表面加固。
这些措施是综合的和相互补充的,应视具体情况选择采用。
施工要点一掌子面自稳性评价方法日本根据近9000个掌子面的数据,其中典型的崩塌事例列于表1。
表1掌子面崩塌的典型事例1.掌子面的崩塌现象掌子面崩塌现象有如下的趋势。
·在断层中,根据断层的程度可能产生小规模的崩塌,也可能出现很大规模的崩塌,崩塌可能出现一次,也可能出现多次。
·在互层围岩中,崩塌一般多是小规模的。
例如第三纪的砂岩页岩互层,可能由于少量的涌水使固结度低的砂岩层流出,残留的泥岩也会呈块状剥落。
崩塌的程度因砂岩的固结度、层理面间隔、层理面的固结度、砂岩层的滞水的水量、水压等而异。
崩塌的时间多在涌水状况有急剧变化的时期发生。
·在强风化的围岩中,会产生比较大的崩塌,有涌水时崩塌的规模会更大。
·在有层理面的容易崩塌的围岩中,会产生比较大和大规模的崩塌。
根据层理面的强度、涌水的状况,在几小时内就会产生多次崩塌,瞬时发生大规模崩塌的情况也不少。
·在砂层中,多发生比较小规模的和中等规模的崩塌。
在没有涌水的砂砾层中,掌子面可能是自稳的,但会从拱顶发生小规模的掉落。
矿井围岩稳定性分析与支护设计矿井是采矿的主要场所,而对于矿井的安全稳定性而言,围岩的稳定性是至关重要的。
因此,本文将围绕矿井围岩稳定性分析以及支护设计展开讨论,并介绍相关的理论知识。
一、概述矿井工作面的支护是矿山开采安全中的一项重要保障,合理的支护设计可以保证矿井的稳定性,保障矿工的安全生产。
首先,我们需要对围岩进行分析,以了解其稳定性,并据此来确定支护的方式和材料。
二、围岩稳定性分析1. 岩体力学性质岩体力学参数主要包括弹性模量、泊松比、内摩擦角、黏聚力等;这些属性都对岩体的稳定性产生很大的影响。
岩体力学性质的测试通常需要采集岩芯试样进行实验室测试,或使用现场测试仪器,例如声波测试仪、电阻率仪和切割试验仪等。
合理的采样及测试可以为后续的稳定性分析提供较为精确的数据。
2. 围岩结构围岩的结构往往包括脆性岩和韧性岩,两者的内部结构不同,对应的围岩稳定性也有所不同,需要考虑相应的支护措施。
如何分析围岩结构,是分析矿井围岩稳定性的关键。
3. 围岩应力特征矿井内部存在着复杂的应力场,围岩应力主要包括垂直应力、水平应力等等。
应力场的分析可以对矿井的设计和支护提供很大的帮助。
三、支护设计1. 岩体紧密程度及其支护岩体紧密程度不同,则其支护措施也就不同,需要制定相应的支护设计方案。
例如,对于厚岩层可采用钻孔锚杆支护法,对于松散岩层则需采取液压支架、皮带输送机等设备同时配合使用。
2. 岩体控制技术岩体控制技术是指在岩体支护的过程中,针对不同的岩体力学参数和结构特点,开发出针对性的技术方法。
例如,矿井内固化注浆、钻孔爆破、岩锚组合支护等技术。
考虑使用岩体控制技术时,应根据矿井和岩体的实际情况进行合理的选择。
四、结论在矿井的稳定性分析与支护设计中,首先需要全面了解围岩的力学参数、结构和应力特征等信息,然后才能设计出合理的支护措施。
合理的支护设计,可以保证矿工的安全生产,并提高矿井的开采效益。
煤矿深部岩巷围岩稳定与支护对策煤矿深部岩巷的围岩稳定是影响矿山生产和矿工安全的重要因素之一。
随着采矿深度的加深,地质条件不断复杂,针对围岩稳定问题所采用的支护措施也相应发生了变化。
本文将针对煤矿深部岩巷的围岩稳定问题,介绍目前主要采用的支护措施。
一、围岩稳定问题主要原因及状况煤矿深部岩巷的围岩状况取决于地质条件、矿井开采方法和支护技术等多方面因素。
而围岩稳定问题的主要原因是侵入岩体裂隙、煤与围岩的剥离、断层和悬片等地质构造因素,以及采矿过程中地应力、动态荷载等因素的影响。
根据对煤矿深部岩巷实际状况的观察和统计,围岩的破坏表现主要有以下几种情况:1. 构造破坏侵入岩体的层理平行裂隙、节理和断层等构造会对围岩产生压力和影响。
2. 围岩剥离破坏围岩与煤体接触面上的剥落是导致围岩破坏的主要原因之一。
3. 动态荷载破坏矿山内外地应力的不平衡和矿井周围的龟裂、坍陷等活动都会造成动态荷载破坏围岩。
4. 应力变形破坏由于煤下伏固结导致地压增大、煤层胀缩等原因,导致围岩内部应力的非均匀分布,使部分围岩出现变形甚至破坏。
二、支护措施随着深部煤矿的不断发展,相应的支护措施也在不断改善。
以下介绍目前主要采用的支护措施。
1. 锚网加喷筋锚网加喷筋是一种常见的支护方案。
在锚网上加喷筋可以有效地加固锚网支护体系,增强围岩的承载能力,提高围岩的端部支承能力,并降低支架变形。
2. 钢拱架加锚固钢拱架支护是一种先进的支护方案。
通过预埋弯折钢管或钢拱架加固矿井,增强围岩承载能力,具有自重轻、支护性能好、施工快捷等优点。
3. 高压注浆高压注浆是一种常见的地下工程支护方式,也适用于煤矿深部岩巷的支护。
注浆可以增加围岩的强度,缩小裂缝,改善围岩结构,提高围岩的稳定性。
4. 防水壁加注浆当煤井遭遇地下水问题时,可以采用防水壁的方式解决。
防水壁可以在地面上设置预制的混凝土和钢板或地下钻孔钢筋混凝土壁进行浇筑。
加注浆体可以提高围岩强度,并形成一定的脱水带,减少水的渗透和渗漏。
简述巷道围岩控制技术一、引言巷道围岩控制技术是煤矿开采中的一个重要环节,其目的是保障工人安全、提高生产效率和降低成本。
随着科技的发展,巷道围岩控制技术也在不断创新和完善。
二、巷道围岩的特点巷道围岩是指煤矿中开采出来的空间所包围的岩体。
其特点主要有以下几个方面:1. 岩层厚度大:由于煤层多数为平面构造,因此开采时需要在地下挖掘出一条宽度较大、长度较长、高度较低的通路,因此巷道围岩厚度相对较大。
2. 岩层变形能力弱:由于巷道围岩受到地质构造和开采活动的影响,其变形能力相对较弱。
3. 工作环境恶劣:由于工作环境复杂,如地质条件不稳定、气体浓度高等,使得巷道围岩控制技术更加复杂和危险。
三、巷道围岩控制技术分类根据不同的需求和要求,巷道围岩控制技术可以分为以下几种:1. 支护技术:通过设置支架、钢架等方式对巷道围岩进行支撑,以达到稳定和控制的目的。
2. 加固技术:通过注浆、锚杆等方式对巷道围岩进行加固,以提高其强度和稳定性。
3. 预应力技术:通过设置预应力杆等方式对巷道围岩进行预应力处理,以提高其承载能力和抗变形能力。
4. 水泥注浆技术:利用水泥注浆剂对巷道围岩进行加固和封闭处理,以达到稳定和防水的目的。
5. 喷射混凝土技术:通过喷射混凝土对巷道围岩进行加固和支护,以提高其承载能力和稳定性。
四、巷道围岩控制技术应用在实际生产中,根据煤矿地质条件、工作环境和开采方式等不同情况,选择不同的巷道围岩控制技术。
以下是一些常见的应用情况:1. 支护技术:在煤矿开采中,支护技术是最常用的一种巷道围岩控制技术。
其优点是支护结构简单、施工方便、成本低等。
2. 加固技术:当巷道围岩强度较弱或存在大块岩体时,加固技术可以提高其承载能力和稳定性。
常见的加固方式有注浆、锚杆等。
3. 预应力技术:预应力技术主要用于需要长期稳定的巷道围岩中。
通过设置预应力杆等方式对巷道围岩进行预应力处理,以提高其承载能力和抗变形能力。
4. 水泥注浆技术:水泥注浆技术主要用于防水和封闭处理。